基数排序及测试算法速度

基数排序:

  1. 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,它是通过键值的各个位的值,将要排序的元素分配至某些“桶”中,达到排序的作用。
  2. 基数排序法是属于稳定性的排序,基数排序法的是效率高的稳定性排序法。
  3. 基数排序(Radix Sort)是桶排序的扩展。
  4. 基数排序是 1887 年赫尔曼·何乐礼发明的。它是这样实现的:将整数按位数切割成不同的数字,然后按每个 位数分别比较。

说明:

  1. 基数排序是对传统桶排序的扩展,速度很快.

  2. 基数排序是经典的空间换时间的方式,占用内存很大, 当对海量数据排序时,容易造成
    OutOfMemoryError 。

  3. 基数排序时稳定的。[注:假定在待排序的记录序列中,存在多个具有相同的关键字的记录,若经过排序,这些记录的相对次序保持不变,即在原序列中,r[i]=r[j],且 r[i]在 r[j]之前,而在排序后的序列中,r[i]仍在 r[j]之前,则称这种排序算法是稳定的;否则称为不稳定的]

  1. 有负数的数组,我们不用基数排序来进行排序, 如果要支持负数,可以参考::https://www.runoob.com/w3cnote/radix-sort.html

思路分析:

  1. 将所有待比较数值统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。然后,从最低位开始,依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后, 数列就变成一个有序序列。
  2. 说的简单点就是:按照数值的位数放入相对应的桶中,举个栗子:
    1)第一次:按照个位数,如果个位数是2,把该数放入下标为2的桶中
    2)第二次:按照十位数,如果十位数是6,把该数放入下标为6的桶中
    3)第三次:按照百位数,如果百位数是8,把该数放入下标为2的桶中…
  3. 图解:
    基数排序及测试算法速度_第1张图片

代码演示:

package com.sai.sort;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

/**
 * @Author sai
 * @Description 基数排序(桶排序)
 * @Time 2020-07-21 18:15
 */
public class Radix {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {53, 3, 542, 748, 14, 214};
        radixSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        /*
        //测试算法速度
        int[] arr1 = new int[8000000];
        for(int i= 0;i<8000000;i++){
            arr1[i] = (int)(Math.random()*80000);
        }

        Date date1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String s1 = simpleDateFormat.format(date1);
        System.out.println("排序前:"+s1);

        radixSort(arr1);  //调用基数排序

        Date date2 = new Date();
        String s2 = simpleDateFormat.format(date2);
        System.out.println("排序前:"+s2);

         */

    }

    public static void radixSort(int[] arr) {

        //1.找到最大值的位数
        int max = arr[0];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }
        int maxLength = (max + "").length();
        //System.out.println("最大值的位数为:"+maxLength);

        //2.创建好桶,以及记录桶的有效值的一维数组
        int[][] bucket = new int[10][arr.length];
        int[] bucketCount = new int[10];

        //3.  ①按照位数值的大小,放入到对应的桶中  ②将放好的值取出并放入到原来的数组中
        for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {  //按照最大值的位数进行循环
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {  //遍历待循环的数组

                int s = arr[j] / n % 10;  //获取位数  1次.个位  2次.十位  3次.百位...
                bucket[s][bucketCount[s]++] = arr[j];  //把数值放入想对应的桶中

            }

            int index = 0;
            for (int k = 0; k < bucketCount.length; k++) {
                if (bucketCount[k] != 0) {  //如果记录的不为空,证明对应的桶中有数据
                    for (int l = 0; l < bucketCount[k]; l++) {
                        arr[index++] = bucket[k][l];  //将放好的值取出并放入到原来的数组中
                    }
                }
                bucketCount[k] = 0;  //将桶中的数放回到原来的数组中后,把记录的有效数值清空,不然会影响下次的放入

            }
        }

    }
}

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