不基于比较的排序：基数排序

本篇只是讨论桶排序的具体实现，想了解更多算法内容可以在我的博客里搜，建议大家看看这篇排序算法总结：排序算法总结_鱼跃鹰飞的博客-CSDN博客

 桶排序的原理：

代码：sort1是一个比较二逼的实现方式浪费空间，sort2是一个正式的方法 

package sort;


import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class RadixSort {
    public static void radixSort(int[] arr) {
        int maxBit = getMaxBit(arr);
        sort2(arr, 0, arr.length - 1, maxBit);
    }

    /**
     * 具体的基数排序过程
     * @param arr 排序原始数组
     * @param start 要排序范围开始下标
     * @param end 要排序范围结束下标
     * @param maxBit
     */
    public static void sort(int[] arr, int start, int end, int maxBit) {
        final int bucketSize = 10;
        //先copy一份数据，注意这里的第三个参数要+1，因为是左闭右开
        int[] copy = Arrays.copyOfRange(arr, start, end+1);
        //创建一个Queue数组，长度为10作为桶
        Queue[] queues = new LinkedList[bucketSize];
        for(int i = 0; i < bucketSize; i++) {
            queues[i] = new LinkedList();
        }
        for(int digit = 0; digit < maxBit; digit ++) {
            for(int i = start; i <= end; i ++) {
                int bucketNum = digit == 0? copy[i]%10 : (copy[i]/(digit*10))%10;
                //如果是个位的话，直接模10，10位的话，除以digit*10。。。digit*100
                queues[bucketNum].offer(copy[i]);
            }
            //每一次把所有的数放完之后，从桶中倒出，先进去先倒出来(队列实现)
            int curIndex = 0;
            for (int i = start; i <= end; i++) {
                //从0到9挨个取出每个桶里的数据，依次放入copy数组中
                //这就是从桶里倒数据的过程
                for (Queue queue : queues) {
                    while (!queue.isEmpty()) {
                        copy[curIndex ++]  = queue.poll();
                    }
                }

            }
        }
        //把排完序的数组复制到原来的数组，如果这个方法是有返回值的，也可以直接返回copy
        for(int i = 0; i < copy.length;i++) {
            arr[i] = copy[i];
        }

    }

    /**
     * 基数排序的省空间的解法
     * @param arr 原始数组
     * @param start 开始下标
     * @param end 结束下标
     * @param maxDigit
     */
    public static void sort2(int[] arr, int start, int end, int maxDigit) {
        final int radixCount = 10;
        //创建一个辅助数组用于中间过程的转换，长度为区间长度
        int[] help = new int[end - start + 1];
        //如果最高位是maxDigit，那从0到maxDigit-1依次进行每一轮的入桶和出桶过程
        for(int digit = 0; digit < maxDigit; digit ++) {
            //统计数组，作为桶使用
            int[] countArr = new int[radixCount];
            //每一轮的入桶操作，countArr[i]代表当前位是i的有多少个数
            for(int i = start; i <= end; i++) {
                int digitNum = getDigitNum(arr[i], digit);
                countArr[digitNum] ++;
            }
            //把countArr改造为前缀和
            //这个循环结束了countArr[i]代表当前位小于等于i的有多少个(i这个数最后的下标是countArr[i]-1)
            for(int i = 0; i < countArr.length; i++) {
                countArr[i] = i == 0? countArr[i] : countArr[i] + countArr[i-1];
            }
            //根据前缀和数组计算当前数字要放的位置
            for(int i = help.length - 1; i >= 0; i --) {
                //取当前位的数
                int digitNum = getDigitNum(arr[i], digit);
                //辅助数组中的countArr[i]代表当前位小于等于i的有多少个，那等于i的最后一个数应该放置在countArr[i]-1位置
                //放完之后等于i的最后没有放元素的还有countArr[i]-1个
                help[--countArr[digitNum]] = arr[i];
            }
            //每一轮拷贝回原数组，方便下次循环用
            for(int i = start; i < end;i++) {
                arr[i] = help[i];
            }
        }


    }

    public static int getDigitNum(int num, int digit) {
        if(digit == 0) return num % 10;
        if(num < Math.pow(10, digit)) {
            return 0;
        }
        int digitNum = num;
        while(digit > 0) {
            digitNum = (digitNum / 10);
            digit --;
        }
        return digitNum%10;
    }

    public static int getMaxBit(int[] arr) {
        int maxBit = 0;
        for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int curBit = 0;
            int val = arr[i];
            while(val != 0) {
                curBit ++;
                val = val/10;
            }
            maxBit = Math.max(maxBit, curBit);
        }
        return maxBit;
    }

    //判断两个数组每个位置的数是否相等
    public static boolean isEqualsArray(int[] arr1, int[] arr2) {
        if((arr1 == null && arr2 == null) || (arr1 == arr2)) return true;
        if(arr1 == null || arr2 == null || arr1.length != arr2.length)  return false;
        for(int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if(arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {103, 9, 13, 17, 25, 27};
        int[] arr2 = {103, 9, 13, 17, 25, 27};
        int maxBit = getMaxBit(arr);
        System.out.println(maxBit);
        boolean isEquals = isEqualsArray(arr, arr2);
        System.out.println(isEquals);
        radixSort(arr);
        printArr(arr);
        /*int digitNum = getDigitNum(3020,1);
        System.out.println(digitNum);*/

    }

    public static void printArr(int[] arr) {
        for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
}