Java数据结构和算法-基数排序算法代码实现

package com.young.sort;

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

public class RadixSort {

    public static void main(String[] args) {

//        int[] arr = {53, 3, 542, 748, 14, 214};
//        radixSort(arr);
//        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        int[] arr = new int[8000000];
        for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);//生成一个[0,8000000)数
        }

        Date date1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

        //测试选择排序
        radixSort(arr);

        Date date2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
        System.out.println("排序后的时间是=" + date2Str);
    }

    /**
     * 基数排序方法
     */
    public static void radixSort(int[] arr) {
        //根据前面的推导过程,我们可以得到最终的基础排序代码
        //1.数组中最大的数的位数
        int max = arr[0];//假设第一个数就是最大数
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }
        //得到最大数是几位数
        int maxLength = (max + "").length();

        //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.为了防止在放数的时候,数据溢出,则每个一维数组(桶),大小定为arr.length
        //3.很明显,基数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,实际存放了多少个数据,我们定义一个一维数组来记录各个桶每次放入的数据个数
        //可以这样理解
        //bucketElementCounts[0],记录的就是bucket[0]桶的放入数据个数
        int[] bucketElementCounts = new int[10];

        //这里我们使用循环将代码处理
        for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
            //针对每个元素的对应位进行处理,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++) {
                //取出每个元素的对应位的值
                int digitOfElement = arr[j] / n % 10;
                //放入到对应的桶中
                bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
                bucketElementCounts[digitOfElement]++;
            }
            //按照这个桶的顺序(一维数组的下标一次取出数据,放入原来数组)
            int index = 0;
            //遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入原数组
            for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
                //如果桶中有数据,我们才放入到原数组
                if (bucketElementCounts[k] != 0) {
                    //循环该桶即k个桶(即第k个一维数组),放入
                    for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                        //取出元素放入到arr
                        arr[index++] = bucket[k][l];
                    }
                }
                bucketElementCounts[k] = 0;
            }
        }


/*        //第1轮(针对每个元素的个位进行排序处理)
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取出每个元素的个数
            int digitOfElement = arr[j] / 1 % 10;
            //放入到对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
            bucketElementCounts[digitOfElement]++;
        }
        //按照这个桶的顺序(一维数组的下标一次取出数据,放入原来数组)
        int index = 0;
        //遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入原数组
        for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
            //如果桶中有数据,我们才放入到原数组
            if (bucketElementCounts[k] != 0) {
                //循环该桶即k个桶(即第k个一维数组),放入
                for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                    //取出元素放入到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1轮,对个位的排序处理 arr = " + Arrays.toString(arr));

        //第2轮(针对每个元素的十位进行排序处理)
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取出每个元素的十位数
            int digitOfElement = arr[j] / 10 % 10;
            //放入到对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
            bucketElementCounts[digitOfElement]++;
        }
        //按照这个桶的顺序(一维数组的下标一次取出数据,放入原来数组)
        index = 0;
        //遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入原数组
        for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
            //如果桶中有数据,我们才放入到原数组
            if (bucketElementCounts[k] != 0) {
                //循环该桶即k个桶(即第k个一维数组),放入
                for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                    //取出元素放入到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2轮,对十位的排序处理 arr = " + Arrays.toString(arr));

        //第3轮(针对每个元素的百位进行排序处理)
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取出每个元素的百位数
            int digitOfElement = arr[j] / 100 % 10;
            //放入到对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
            bucketElementCounts[digitOfElement]++;
        }
        //按照这个桶的顺序(一维数组的下标一次取出数据,放入原来数组)
        index = 0;
        //遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入原数组
        for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
            //如果桶中有数据,我们才放入到原数组
            if (bucketElementCounts[k] != 0) {
                //循环该桶即k个桶(即第k个一维数组),放入
                for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                    //取出元素放入到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2轮,对百位位的排序处理 arr = " + Arrays.toString(arr));*/
    }

}