基数排序原理(java实现)

  基数排序也是排序算法的一种,老规矩,先来看看百度百科的定义:基数排序(radix sort)属于“分配式排序”(distribution sort),又称“桶子法”(bucket sort)或bin sort,顾名思义,它是透过键值的部份资讯,将要排序的元素分配至某些“桶”中,藉以达到排序的作用,基数排序法是属于稳定性的排序,其时间复杂度为O (nlog(r)m),其中r为所采取的基数,而m为堆数,在某些时候,基数排序法的效率高于其它的稳定性排序法。
  
  基数排序有从低位到高位的排序LSD,也有按照先高位后低位的排序MSD,这里介绍LSD
  
  然后,听我的,咱们直接举例子,假定现在有这样一个整型数组{21,56,88,195,354,1,35,12,6,7},我们可以看到,最大的数,354,是三位数,也就是说,这个排序最大涉及的数就是一个三位数,那么我们该怎么对这个数组运用基数排序呢?听我慢慢说
  
  首先,看这些数的个位,把他们按照个位从小到大排序(注意是按照个位),具体怎么排咱们一会儿看代码,先说原理, 也就是说,原来的数组按照个位排序就变成了{21,1,12,354,195,35,56,6,7,88},为什么变成这样了,废话少说,直接上图,字有些丑……嗯……
  基数排序原理(java实现)_第1张图片
  相信能看出来规律吧,从前往后,21,放到1号桶中(我们姑且先把他叫做桶),56放到6号桶中,88放到8号桶……放完之后,再把他们按顺序拿出来,就变成了{21,1,12,354,195,35,56,6,7,88},很好理解,对吧,之后再按照这样的方法,把十位,百位,都排一遍,当你排完百位的时候,你就发现,数组变得有序了,由于过程跟上面差不多,博主就直接上图,不再赘述了
  
  按十位排序
  基数排序原理(java实现)_第2张图片
  
  按百位排序
  基数排序原理(java实现)_第3张图片
  
  好了,当你按照最高位,也就是百位,排序出来了之后,整个数组就变得有序了,这,就是从低位到高位基数排序LSD
  
  博主刚开始看的时候也是十分不解,真心建议读者,拿张纸,拿根笔,看着下面的代码,自己走一走步骤,从代码的第一行开始走,走完你就会发现这个基数排序的神奇之处了,分享一下博主在理解的时候的草稿纸~
  基数排序原理(java实现)_第4张图片
  
  下面是Java代码实现:
  

class Demo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //定义整型数组
        int[] arr = {21,56,88,195,354,1,35,12,6,7};

        //调用基数排序函数
        lsd_RadixSort(arr,3);

        //输出排序后的数组
        for(int i=0;i"  ");
        }
    }

    //arr是要排序的数组,max是数组中最大的数有几位
    public static void lsd_RadixSort(int[] arr,int max)
    {
        //count数组用来计数
        int[] count = new int[arr.length];
        //bucket用来当桶(在下面你就理解了什么是桶了),放数据,取数据
        int[] bucket = new int[arr.length];

        //k表示第几位,1代表个位,2代表十位,3代表百位
        for(int k=1;k<=max;k++)
        {
            //把count置空,防止上次循环的数据影响
            for(int i=0;icount[i] = 0;
            }

            //分别统计第k位是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9的数量
            //以下便称为桶
            //即此循环用来统计每个桶中的数据的数量
            for(int i=0;icount[getFigure(arr[i],k)]++;
            }

            //利用count[i]来确定放置数据的位置
            for(int i=1;icount[i] = count[i] + count[i-1];
            }
            //执行完此循环之后的count[i]就是第i个桶右边界的位置

            //利用循环把数据装入各个桶中,注意是从后往前装
            //这里是重点,一定要仔细理解
            for(int i=arr.length-1;i>=0;i--)
            {
                int j = getFigure(arr[i],k);
                bucket[count[j]-1] = arr[i];
                count[j]--;
            }

            //将桶中的数据取出来,赋值给arr
            for(int i=0,j=0;i//此函数返回整型数i的第k位是什么
    public static int getFigure(int i,int k)
    {
        int[] a = {1,10,100};
        return (i/a[k-1])%10;
    }
}

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