Готовлюсь к собесу в яндекс
Рано Вам в Яндекс... задачка то уровня школьных олимпиад...
Постарайтесь, чтобы решение работало за время k ⋅ log(k) ⋅ n
А это точно задачка для Яндекса? Она решается за линейное время O(k ⋅ n) если чуть-чуть вникнуть в условия, а логарифмическое решение годно лишь для людей с ЕГЭ головного мозга, там как раз любят решения в стиле "слить все в 1 массив и отсортировать", при использовании qsort/merge-sort как раз будет O(k ⋅ log(k) ⋅ n)
Если читать из файла по 2 байта, то можно значительно сэкономить память, для формата 1- и 2-значные числа разделенные пробелом этого более чем достаточно.
Так же выходной массив можно не формировать, а сразу отдавать его на выход.
P.S. гуглите сортировку подсчетом, а решать задачу за Вас на тостере никто не будет