【TIS-100 攻略】TIS-NET 第 20 关：超长序列排序器
本文首发于 B 站《TIS-100》文集（https://www.bilibili.com/read/readlist/rl626023）。原创不易，转载请注明出处。
TIS-NET 第 20 关《超长序列排序器》（Prolonged Sequence Sorter）关卡展示
本关会给你一个以 -1 结尾的超长序列，序列中的数字都在 0~9 范围内。你需要将序列中的数字从小到大排好输出给 OUT。
排序题我们在上一章的 22 关做过，不过那一关的序列长度短（不超过 10 个数字）、取值范围大（10~99）。对于这样的序列，我们总结出了规律，适合用选择排序或插入排序算法。但是本关的数据正好反过来，取值范围小（0~9），序列长度长（38 个数字）。如果仍然使用选择排序或插入排序的话，我们的栈只有 15 格空间，是无法完成任务的。但是因为本关数字的取值范围小，我们可以使用计数排序来完成。
如果一个序列的取值范围也大，序列长度也长的话，怎么排序呢？答案是：除非增加栈的数量，如果还是只有两个栈，那么无解。
回顾一下计数排序的过程：
以下代码假设提供的 nums 一定在 0~9 的范围内，并以 -1 结尾：
那么，我们现在根据示意图和 C 语言代码，写出本关的 TIS-100 代码：
首先看右上角的节点：
右上角的节点首先将上方栈里塞入 10 个 0，用于初始化 f 数组（mov 10 acc）
（mov 0 left）
（sub 1）
（jnz 2）
然后进入第一阶段：每从上方收到一个 num，我们都要将 f[num] 加上 1。由于 num 从 0 开始，f[num] 是 f 数组的第 num+1 个元素，所以我们将数字 num 改写成 num+1（mov 1 acc）
（add up）
并发给下方（mov acc down）。
此时检查：若 num+1 不为 0，说明尚未到达 nums 数组最后的 -1，我们跳回第 5 行，继续接收（jnz 5），直到到达最后的 -1 后，向下执行，进入第二阶段。
现在暂时把目光移动到中间靠右的节点处：
中间靠右的节点是一个纯传话节点，第一阶段里，它将收到的 num+1（mov up acc）
发给左边的节点，令其将 f[num] 加上 1（mov acc left）
（jnz 1）
第二阶段里，它将上方发来的所有数字全部无脑传到右下角的节点里（mov up down）
（jmp 4）
中间靠左的节点用来维护频数数组 f：
它随时等待右边传来 num+1（mov right acc）。
如果 num+1 为 0，即 num 为 -1，则跳回第 1 行，什么都不做（jez 1）。
接下来的代码就是将 f 数组的第 num+1 个元素 f[num] 加上 1，和之前《众数》题里的代码大同小异（传送门：【TIS-100 攻略】TIS-NET 第 10 关：序列众数计算器）。这里就长话短说了：上方弹栈 num+1 次后（sav）
（mov up down）
（sub 1）
（jnz 4）
下方栈顶里的数字即为 f[num]，将其（mov down acc）
加上 1 后（add 1）
放回原处（mov acc down）。
处理完成后，下方往回弹栈 num+1 次（swp）
（mov down up）
（sub 1）
（jnz b）
以上便是第一阶段的全部工作。现在进入第二阶段，我们将目光回到上方节点。第一阶段里，上方节点的 acc 用来存储 num+1 的值，到了第二阶段，acc 就要改为存储 num 了。进入第二阶段的条件是 num+1 = 0，所以进入第二阶段后，上方节点的 acc 一定是 0，正好是第一个 num 的值。接下来：
9. 上方节点将每个 num（mov acc down）
10. 以及对应的 f[num] 都发到中间靠右的节点里（mov left down），
11. 然后判断：如果 num 到达了 9（sub 9），
12. 则跳到第 15 行执行（jez f），
13. 否则令 num 加 1（add 10），
14. 并跳回第 9 行继续发送下一组 num 和 f[num]（jmp 9）。
15. 直到 num 到达 9 后，向下发送最终的 -1（mov -1 down）。
中间靠右的节点将每一组 num 和对应的 f[num] 都发到右下角的输出节点里（mov up down, jmp 4）。最后是右下角的输出节点：
右下角的节点收到 num 后（mov up acc），检查是否是负数。
是负数时，说明收到了 -1，直接跳到第 7 行输出这个 -1（jlz 7, mov acc down）。
若不是负数，则说明接下来还会收到对应的 f[num]。我们将 num 暂时存入 bak（swp），
然后从上方接收 f[num]（mov up acc）。
f[num] 为 0 时，表示序列中没有出现过当前的 num，直接跳回第 1 行接收下一组数据（jez 1）；
f[num] 不为 0 时，每输出一个 num（swp）
（mov acc down）
（swp）
就将 f[num] 减去 1（sub 1）。
只要 f[num] 没有减到 0，就跳回第 6 行继续输出 num（jnz 6），直到 f[num] 减到 0 后，跳回第 1 行，接收下一组数据。
点击左下角的【RUN】，稍等片刻，便会弹出结算界面：
