c语言中统计一组数中每个数字重复出现的次数，并用四种不同算法实现

在C语言中，统计一组数中每个数字重复出现的次数可以采用多种算法，这里我会分别介绍哈希表法、计数排序法、位运算法以及使用数组和下标的方法。

**1. 哈希表法 (Hash Table)**
这是一种基于数据映射的策略，使用一个数组或哈希表作为存储结构。遍历输入数组，对于每一个元素，如果它已经在哈希表中，则增加对应位置的计数；否则，将该元素添加到哈希表并设置计数为1。

#include <stdio.h>
#define MAX 100

void count(int arr[], int n, int hash[MAX]) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        hash[arr[i]]++;
    }
}

void printCount(int hash[], int n) {
    for (int i = 0; i <= n; i++) {
        if (hash[i] > 0)
            printf("%d occurs %d times\n", i, hash[i]);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 4};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    int hash[MAX] = {0};
    count(arr, n, hash);
    printCount(hash, n);

    return 0;
}

**2. 计数排序法 (Counting Sort)**
适用于输入范围较小且无负值的情况。先创建一个计数数组，然后遍历原数组，累加每个元素出现的次数，最后通过原数组的位置更新实际出现次数。

#include <stdio.h>

void countingSort(int arr[], int n) {
    int output[n];
    int count[10] = {0};

    // 计算每个元素出现的次数
    for (int i = 0; i < n; i++)
        count[arr[i]]++;

    // 更新输出数组
    for (int i = 1; i < 10; i++)
        count[i] += count[i - 1];

    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        output[count[arr[i]] - 1] = arr[i];
        count[arr[i]]--;
    }

    // 将结果复制回原数组
    for (int i = 0; i < n; i++)
        arr[i] = output[i];
}

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 4, 4, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    countingSort(arr, n);
    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d occurs %d times\n", arr[i], count[arr[i]]);
    
    return 0;
}

**3. 位运算法 (Bitwise Operations)**
这种方法利用位操作对整数进行处理，适用于特定的数据集。例如，二进制表示中相邻数字位的变化就是统计次数。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

void bitShiftCount(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        int mask = 1 << arr[i];
        arr[i] = arr[i] & (-arr[i]); // 抑制最高有效位
        while (mask & arr[i]) { // 移除最高1位
            arr[i] &= mask;
            mask >>= 1;
        }
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d occurs %d times\n", i + 1, __builtin_popcount(arr[i]));
    }
}

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 4, 4, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    bitShiftCount(arr, n);

    return 0;
}

**4. 数组和下标法**
最简单直接的方法是创建一个大小与输入数组相同的计数数组，每次遇到相同的数字就递增其对应的计数值。

#include <stdio.h>

void arrayCount(int arr[], int n, int count[]) {
    for (int i = 0; i < n; i++)
        count[arr[i]]++;

    for (int i = 0; i <= n; i++) {
        if (count[i])
            printf("%d occurs %d times\n", i, count[i]);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 4, 4, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int count[n+1] = {0};

    arrayCount(arr, n, count);

    return 0;
}