06_排序算法

  • 排序算法的介绍
  • 排序算法的分类
  • 算法的时间复杂度
    • 衡量一个程序执行时间的两种方法
    • 时间频度
    • 时间复杂度
    • 常见的时间复杂度
    • 平均时间复杂度和最坏时间复杂度
  • 算法的空间复杂度
    • 基本介绍
  • 冒泡排序
  • 选择排序
  • 插入排序
  • 希尔排序
  • 快速排序
  • 归并排序
  • 基数排序
  • 常用排序的算法比较
  • 相关术语解释

1. 排序算法的介绍

  • 排序算法(Sort Algorithm),排序是将 一组数据,以 指定的顺序进行 排列的过程

2. 排序算法的分类

  • 内部排序:需要处理的数据都加载到 内部存储(内存)中进行排序

  • 外部排序:数据量过大,无法全部加载到内存中,需要借助 外部存储(文件等) 进行排序

  • 常见排序算法分类:

image-20220324223051315.png

3. 算法的时间复杂度

3.1 衡量一个程序执行时间的两种方法

  • 事后统计法:这种方法可行,但是有两个问题:一个是需要实际运行该程序,另一个是依赖于计算机的硬件、软件等环境因素。这种方式要在同一台计算机的相同状态运行,才能比较。

  • 事前估算法:通过分析某个算法的 时间复杂度 来判断哪个算法更优

3.2 时间频度

  • 时间频度:一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度,记为 T(n)

3.3 时间复杂度

  • 时间复杂度:算法中的基本操作语句的重复执行次数是问题规模 n 的某个函数 用 T(n) 表示。若有 某个辅助函数 f(n), 使得当 n 趋近于无穷大时, T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数,则称 f(n) 是 T(n) 的同数量级函数。记作 T(n)=O(f(n)), O(f(n))称为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度

  • 计算时间复杂度的方法

    ① 用常数 1 代替运行时间中的所有加法常数

    ② 修改后的运行次数函数中,只保留最高阶项

    ③ 去除最高阶项的系数

3.4 常见时间复杂度

  • 常见时间复杂度从小到大依次为: O(1)
  • 随着问题规模 n 不断增大,算法的执行效率越低。

3.5 平均时间复杂度和最坏时间复杂度

  • 平均时间复杂度:所有可能的输入实例均以等概率出现的情况下,该算法的运行时间
  • 最坏时间复杂度:一般讨论时间复杂度均是最坏情况下的时间复杂度

4. 算法的空间复杂度

  • 空间复杂度(Space Complexity): 该算法所耗费的存储空间,它也是问题规模 n 的函数,是对一个算法在运行过程中临时占用存储空间大小的量度。
  • 从用户使用体验上看,更看重程序的执行速度,一些缓存产品和算法 本质就是空间换时间

5.冒泡排序

  • 基本思想: 依次比较相邻元素的值,若发现逆序则交换
  • 优化:如果一趟比较下来没有进行过交换,就说明序列有序
  • 图解
image-20220324224951603.png
  • 代码实现:
public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {3,9,-1,10,20};
//        int arr[] = {-1, 3, 9, 10, 20};

        //为了容易理解,把冒泡排序的过程展示一下

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        bubbleSort(arr);
        
        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

/*
        //第二趟排序,就是将第二大的数排在倒数第二位
        for(int j = 0; j < arr.length - 1 - 1;j++){
            if(arr[j] > arr[j+1]){
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
        System.out.println("第二趟排序后的数组");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //第三趟排序,就是将第三大的数排在倒数第三位
        for(int j = 0; j < arr.length - 1 - 2;j++){
            if(arr[j] > arr[j+1]){
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
        System.out.println("第三趟排序后的数组");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //第四趟排序,就是将第四大的数排在倒数第四位
        for(int j = 0; j < arr.length - 1 - 3;j++){
            if(arr[j] > arr[j+1]){
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
        System.out.println("第四趟排序后的数组");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));*/
    }

    //将冒泡排序算法,封装成一个方法
    public static void bubbleSort(int[] arr){
        //冒泡排序的时间复杂度O(n^2)
        int  temp = 0; //临时变量,交换时用
        boolean flag = false; //标识变量,表示是否进行过交换
        for(int i = 0; i < arr.length - 1;i++){

            //第一躺排序,就是将最大的数排在最后
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                //如果前面的数比后面的数大,则交换
                if(arr[j] > arr[j+1]){
                    flag = true;
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
//            System.out.printf("第%d趟排序后的数组\n",i+1);
//            System.out.println(Arrays.toString(arr));

            if(!flag){  //在一趟排序中,一次交换都没有发生
                break;
            }else{
                flag = false; //重置flag,进行下次判断,
            }
        }
    }
}

6. 选择排序

  • 选择排序的基本思想:从欲排序的数据中,找到一个最小的,然后与指定位置的值进行交换

  • 思路分析图:

image-20220324225430731.png
  • 思路分析:

    1. 选择排序一共有 数组大小-1 轮排序

    2. 每 1 轮排序,又是一个循环,循环的规则

      2.1 先假定当前这个数是 最小数

      2.2 然后与后面的数比较,如果发现有更小的数,就重新确定最小数,并得到下标

      2.3 当遍历到数组的最后时,就得到本轮的最小数和下标

      2.4 交换

  • 代码实现

public class SelectSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {101,34,119,1};
        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        selectSort(arr);

        System.out.println("排序后");
       
        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

    }

    //选择排序
    public static void selectSort(int[] arr){

        //在推到的过程,可以使用循环
        //选择排序的时间复杂度是O(n^2)
        for(int i = 0; i < arr.length - 1;i++) {
            //使用逐步推导的方式,讲解选择排序
            //原始数组:101,34,119,1
            //算法 先简单——》后复杂  ,可以把一个复杂的算法,拆分成简单的问题 -》 逐步解决

            //第一轮
            int minIndex = i;
            int min = arr[i];
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (min > arr[j]) { //说明假定的最小值,并不是最小值
                    min = arr[j];  //重置min
                    minIndex = j;  //重置minIndex
                }
            }
            //将最小值,放在 arr[0], 即交换
            if (minIndex != i) {

                arr[minIndex] = arr[i];
                arr[i] = min;
            }

//            System.out.println("第"+i+1+"轮后,");
//            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
       /* //第2轮
        minIndex = 1;
        min = arr[1];
        for(int j = 1 + 1; j < arr.length; j++){
            if(min > arr[j]){ //说明假定的最小值,并不是最小值
                min = arr[j];  //重置min
                minIndex = j;  //重置minIndex
            }
        }
        //将最小值,放在 arr[1], 即交换
        if(minIndex!=1){
            arr[minIndex] = arr[1];
            arr[1] = min;

        }

        System.out.println("第2轮后,");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //第3轮
        minIndex = 2;
        min = arr[2];
        for(int j = 2 + 1; j < arr.length; j++){
            if(min > arr[j]){ //说明假定的最小值,并不是最小值
                min = arr[j];  //重置min
                minIndex = j;  //重置minIndex
            }
        }
        //将最小值,放在 arr[1], 即交换
        if(minIndex!=2){
            arr[minIndex] = arr[2];
            arr[2] = min;

        }

        System.out.println("第3轮后,");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));*/
    }
}

7.插入排序

  • 插入排序的基本思想: 把n个待排序的元素看成一个有序表和一个无序表,开始 有序表只包含一个元素,无序表中有 n-1 个元素,排序过程中,每次从无序表中取出第一个元素,将它插入到有序表中的适当位置。

  • 思路图解:


    image-20220324230244941.png
  • 代码实现
public class InsertSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {101,34,119,1};
        insertSort(arr);
    }

    //插入排序
    public static void insertSort(int[] arr){
        int insertval = 0;
        int insertIndex = 0;
        //使用for循环,将代码简化
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {

            //定义待插入的数
            insertval = arr[i];
            insertIndex = i-1; //即arr[i]的前面这个数的下标

            //给 insertVal 找到插入的位置
            //说明
            //1.insertIndex >= 0 保证在给 insertVal 找插入位置,不越界
            //2. insertIndex < arr[insertIndex] 待插入的数,还没有找到插入的位置(小于inserIndex位置)
            //3. 就需要将 arr[insertIndex] 后移
            while(insertIndex >= 0 && insertval < arr[insertIndex]){
                arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex]; //值向后移
                insertIndex--; //索引减一
            }
            //当退出 while 循环时,说明插入的位置找到 insertIndex;
            if(insertIndex + 1 != i){

                arr[insertIndex + 1] = insertval;
            }

            System.out.println("第"+i+"轮插入后:");
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }

     /*   //使用逐步推到的方式来讲解,便于理解
        //第一轮 {101,34,119,1};  => {34,101,119,1}

        //定义待插入的数
        int insertval = arr[1];
        int insertIndex = 1-1; //即arr[1]的前面这个数的下标

        //给 insertVal 找到插入的位置
        //说明
        //1.insertIndex >= 0 保证在给 insertVal 找插入位置,不越界
        //2. insertIndex < arr[insertIndex] 待插入的数,还没有找到插入的位置
        //3. 就需要将 arr[insertIndex] 后移
        while(insertIndex >= 0 && insertval < arr[insertIndex]){
            arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex]; //
            insertIndex--;
        }
        //当退出 while 循环时,说明插入的位置找到 insertIndex;
        arr[insertIndex + 1] = insertval;

        System.out.println("第1轮插入后:");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //第2轮
        insertval = arr[2];
        insertIndex = 2-1; //即arr[1]的前面这个数的下标

        while(insertIndex >= 0 && insertval < arr[insertIndex]){
            arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex]; //
            insertIndex--;
        }
        //当退出 while 循环时,说明插入的位置找到 insertIndex;
        arr[insertIndex + 1] = insertval;

        System.out.println("第2轮插入后:");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //第3轮
        insertval = arr[3];
        insertIndex = 3-1; //即arr[1]的前面这个数的下标

        while(insertIndex >= 0 && insertval < arr[insertIndex]){
            arr[insertIndex + 1] = arr[insertIndex]; //
            insertIndex--;
        }
        //当退出 while 循环时,说明插入的位置找到 insertIndex;
        arr[insertIndex + 1] = insertval;

        System.out.println("第3轮插入后:");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));*/
    }
}

8. 希尔排序(缩小增量排序)

  • 基本思想:把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多。当增量减至1,整个文件恰被分成一组,算法便终止
  • 希尔排序的示意图
image-20220324230655134.png
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交换法代码实现:

 //使用逐步推导的方式来编写希尔排序
    //希尔排序时,对有序序列在插入时采用交换法
    public static void  shellSort(int[] arr){

        //使用循环处理
        int temp = 0;
        int count = 0;
        for(int gap = arr.length/2; gap > 0;gap/=2){
            for(int i = gap; i < arr.length;i++){
                //遍历各组中的素有元素(共5组,每组有2个元素),步长5
                for (int j = i - gap; j >= 0; j-=gap) {
                    //如果当前元素大于加上步长后的那个元素,交换‘
                    if(arr[j] > arr[j+gap]){
                        temp = arr[j];
                        arr[j] = arr[j+gap];
                        arr[j+gap] = temp;
                    }
                }
            }
            System.out.println("希尔排序第"+(++count)+"轮后:"+ Arrays.toString(arr));
        }

移位法代码实现:

//对交换式的希尔排序进行优化 -》 移位法
    public static void shellSort2(int[] arr){
        //增量 gap,并逐步的缩小增量
        for(int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2 ){
            //从 gap 个元素,逐个对其的组进行直接插入排序
            for(int i = gap; i < arr.length; i++){
                int j = i;
                int temp = arr[j];
                if(arr[j]  < arr[j - gap]){
                    while( j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]){
                        //移动
                        arr[j] = arr[j - gap];
                        j -= gap;
                    }
                    //当退出while后,就给 temp 找到插入的位置
                    arr[j] = temp;
                }
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

9. 快速排序

  • 基本思想:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对着两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,一次达到整个数据变成有序序列。

  • 示意图

image-20220325074550709.png

image-20220325074611695.png
  • 代码实现
  • 代码1
public class quickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70};
        quickSort(arr,0,arr.length-1);
        System.out.println("arr="+ Arrays.toString(arr));
    }
    public static void quickSort(int[] arr,int left,int right){
        int l = left; //左下标
        int r = right; //右下标
        int temp = 0; //临时变量,交换时使用
        //pivot 中轴值
        int pivot = arr[(left + right)/2];
        //while 循环的目的,是让比pivot 值小的放到左边
        //比 pivot 值放到右边
        while(l < r){ //
            //在pivot 的左边一直找,找到大于等于 pivot 值,才退出
            while( arr[l] < pivot){
                l += 1;
            }
            //在pivot 的右边一直找,找到小于等于 pivot 值,才退出
            while(arr[r] > pivot){
                r -= 1;
            }
            //如果l >= r 说明 pivot 的左右两边的值,已经按照
            // 左边全部是小于等于pivot 的值,右边全部大于等于pivot的值
            if(l >= r){
                break;
            }
            //交换
            temp = arr[l];
            arr[l] = arr[r];
            arr[r] = temp;
            //如果交换完后,发现这个 arr[l] == pivot 值相等 r--, 前移
            if(arr[l] == pivot){
                r -= 1;
            }
            //如果交换完后,发现这个 arr[r] == pivot 值相等 l++, 后移
            if(arr[l] == pivot){
                l += 1;
            }
        }

        //如果 l == r,bixu  l++,r--,否则出现栈溢出
        if(l == r){
            l += 1;
            r -= 1;
        }
        //向左递归
        if(left < r){
            quickSort(arr,left,r);
        }
        //向右递归
        if(right > l){
            quickSort(arr,l,right);
        }
    }

}

  • 代码2
public class QuickSort {
    private static void swap(int[] data, int i, int j) {
        int temp = data[i];
        data[i] = data[j];
        data[j] = temp;
    }

    private static void subSort(int[] data, int start, int end) {
        if (start < end) {
            int base = data[start];
            int low = start;
            int high = end + 1;
            while (true) {
                while (low < end && data[++low] - base <= 0)
                    ;
                while (high > start && data[--high] - base >= 0)
                    ;
                if (low < high) {
                    swap(data, low, high);
                } else {
                    break;
                }
            }
            swap(data, start, high);
            
            subSort(data, start, high - 1);//递归调用
            subSort(data, high + 1, end);
        }
    }
    public static void quickSort(int[] data){
        subSort(data,0,data.length-1);
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = { 9, -16, 30, 23, -30, -49, 25, 21, 30 };
        System.out.println("排序之前:\n" + java.util.Arrays.toString(data));
        quickSort(data);
        System.out.println("排序之后:\n" + java.util.Arrays.toString(data));
    }
}

10. 归并排序

  • 基本思想:采用经典的 分治策略
image-20220325080536447.png
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  • 代码实现:
public class MergetSort {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {8,4,5,7,1,3,6,2}; //n -> merge -> n-1
        int temp[] = new int[arr.length]; //归并排序需要一个额外空间
        mergeSort(arr,0,arr.length-1,temp);

        System.out.println("归并排序后:"+ Arrays.toString(arr));
    }

    /**
     * 分+合的方法
     * @param arr
     * @param left
     * @param right
     * @param temp
     */
    public static void mergeSort(int[] arr,int left,int right,int[] temp){
        if(left < right){
            int mid = (left + right)/2; //中间索引
            //向左递归进行分解
            mergeSort(arr,left,mid,temp);
            //向右递归进行分解
            mergeSort(arr,mid+1,right,temp);
            //到合并时
            merge(arr,left,mid,right,temp);
        }
    }

    /**
     * 合并的方法
     * @param arr 排序的原始数组
     * @param left 左边有序序列的初始索引
     * @param mid 中间索引
     * @param right 右边索引
     * @param temp 中转的数组
     */
    public static void merge(int arr[],int left,int mid,int right,int[] temp){
//        System.out.println("xxxx");
        int i = left; //初始化i,表示 左边有序序列的初始索引
        int j = mid+1; //初始化j,右边有序序列的初始索引
        int t = 0; // 指向temp 数组的当前索引

        //(1)
        //先把左右两边(有序)的数据按照规则填充到 temp 数组
        //直到左右两边的有序序列,有一边处理完毕为止
        while(i <= mid && j <= right){ //继续
            //如果左边的有序序列的当前元素,小于等于右边有序序列的当前元素
            //将左边的当前元素,拷贝到 temp 数组
            //然后 t 后移, i 后移
            if(arr[i] <= arr[j]){
                temp[t] = arr[i];
                t += 1;
                i += 1;
            } else{ //反之:右边的有序序列当前元素,大于 左边的,并填充到 temp 数组中
                temp[t] = arr[j];
                t += 1;
                j += 1;
            }
        }

        //(2)
        //把有剩余数据的一边的数据依次全部填充到 temp
        while( i <= mid){ //左边的有序序列还有剩余元素,就全部填充到 temp
            temp[t] = arr[i];
            t += 1;
            i += 1;
        }
        while( j <= right){ //右边的有序序列还有剩余元素,就全部填充到 temp
            temp[t] = arr[j];
            t += 1;
            j += 1;
        }

        //(3)
        //将 temp 数组的元素拷贝到 arr
        //注意,并不是每次都拷贝所有
        t = 0;
        int tempLeft = left;
        System.out.println("tempLeft="+tempLeft+"right="+right);
        while(tempLeft <= right){ //第一次合并 tempLeft = 0,right = 1 第二次:tempLeft=2,right=3 第三次,tL=0,right=3
            arr[tempLeft] = temp[t];
            t += 1;
            tempLeft += 1;
        }

    }
}

11.基数排序

  • 基数排序(radix sort) 属于 “分配式排序” 又称 “桶子法”

  • 基数排序是属于稳定性的排序,是桶排序的扩展

  • 基本思想: 将所有待比较数值同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。

  • 示意图:

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  • 代码实现:
public class RadixSort {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {53,3,542,748,14,214};
        radixSort(arr);
    }
    //基数排序方法
    public static void radixSort(int[] arr){
        //根据推导过程
        //1. 得到数组中最大数的位数
        int max = arr[0]; //假设第一个数就是最大数
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if(arr[i] > max){
                max = arr[i];
            }
        }
        //得到最大数是几位数
        int maxLength = (max + "").length();
        int[][] bucket = new int[10][arr.length];
        int[] bucketElementCounts = new int[10];
        for (int i = 0,n=1; i < maxLength;i++,n*=10){
            //针对每个元素的对应位进行排序处理,第一次是个位,第二次是十位,第三次是百位
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                //取出每个元素的个位
                int digitOfElement = arr[j] /n % 10;
                //放入对应的桶中
                bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
                bucketElementCounts[digitOfElement]++; //记录每个桶中的数据
            }
            //按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据,放入原来数组)
            int index = 0;
            //遍历每一桶,并将桶中的数,放入原数组
            for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length;k++){
                //如果桶中有数据,才放入原数组
                if(bucketElementCounts[k] != 0){
                    //循环该桶即第k个桶(第k个一维数组),放入
                    for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k];l++){
                        //取出元素放到 arr
                        arr[index++] = bucket[k][l];
                    }
                }
                //第i+1轮处理后,需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0;
                bucketElementCounts[k] = 0;
            }

            System.out.println("第"+(i+1)+"轮对个位的排序处理 arr="+ Arrays.toString(arr));

        }
        
       /* //第1轮(针对每个元素的个位进行排序处理)
        //定义一个二维数组,表示10个桶,每个桶就是一个一维数组
        //说明
        //1. 二维数组包含 10 个一维数组
        //2. 为了防止在放入数的时候,数据溢出,则每个一维数组(桶),大小定为arr.length
        //3. 明确:技术排序是使用空间换时间的经典算法
        int[][] bucket = new int[10][arr.length];

        //为了记录每个桶中,实际存放多少个数据,我们定义一个一维数组,来记录各个桶每次放入数据的个数
        //可以这样理解
        //比如:bucketElementCounts[0] ,记录的是bucket[0] 桶的放入数据的个数,
        int[] bucketElementCounts = new int[10];

        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取出每个元素的个位
            int digitOfElement = arr[j] % 10;
            //放入对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
            bucketElementCounts[digitOfElement]++; //记录每个桶中的数据
        }
        //按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据,放入原来数组)
        int index = 0;
        //遍历每一桶,并将桶中的数,放入原数组
        for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length;k++){
            //如果桶中有数据,才放入原数组
            if(bucketElementCounts[k] != 0){
                //循环该桶即第k个桶(第k个一维数组),放入
                for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k];l++){
                    //取出元素放到 arr
                    arr[index++] = bucket[k][l];
                }
            }
            //第2轮处理后,需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0;
            bucketElementCounts[k] = 0;
        }

        System.out.println("第1轮对个位的排序处理 arr="+ Arrays.toString(arr));

        //第二轮
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取出每个元素的个位
            int digitOfElement = arr[j] /10 % 10;
            //放入对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
            bucketElementCounts[digitOfElement]++; //记录每个桶中的数据
        }
        //按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据,放入原来数组)
        index = 0;
        //遍历每一桶,并将桶中的数,放入原数组
        for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length;k++){
            //如果桶中有数据,才放入原数组
            if(bucketElementCounts[k] != 0){
                //循环该桶即第k个桶(第k个一维数组),放入
                for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k];l++){
                    //取出元素放到 arr
                    arr[index++] = bucket[k][l];
                }
            }
            //第1轮处理后,需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0;
            bucketElementCounts[k] = 0;

        }

        System.out.println("第2轮对十位的排序处理 arr="+ Arrays.toString(arr));


        //第3轮
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取出每个元素的个位
            int digitOfElement = arr[j] /100 % 10;
            //放入对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
            bucketElementCounts[digitOfElement]++; //记录每个桶中的数据
        }
        //按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据,放入原来数组)
        index = 0;
        //遍历每一桶,并将桶中的数,放入原数组
        for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length;k++){
            //如果桶中有数据,才放入原数组
            if(bucketElementCounts[k] != 0){
                //循环该桶即第k个桶(第k个一维数组),放入
                for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k];l++){
                    //取出元素放到 arr
                    arr[index++] = bucket[k][l];
                }
            }
            //第3轮处理后,需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0;
            bucketElementCounts[k] = 0;

        }

        System.out.println("第3轮对百位的排序处理 arr="+ Arrays.toString(arr));*/
    }
}

  • 基数排序的说明:是经典空间换时间的方式,占用内存很大,当对海量数据排序时,容易造成 OutOfMemeoryError
  • 有负数的数组,我们不考虑基数排序

12. 常用排序算法的比较

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13. 相关术语解释

  • 稳定:如果a原本在b的前面,而a=b,排序之后,a仍然在b的前面
  • 不稳定:如果a原本在b的前面,而a=b,排序之后,a有可能会出现在b的后面
  • 内排序:所有排序操作都在内存中完成
  • 外排序:由于数据太大,因此把数据放在磁盘中,而排序通过磁盘和内存的数据传输才能进行
  • In-place: 不占用额外内存
  • Out-place:占用额外内存

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