基数排序(Radix Sort)

标签

稳定排序、非原地排序、非比较排序

基本思想

基数排序也是非比较类线性排序算法,对每一位进行排序,从最低位开始排序,复杂度为$O(kn)$,为数组长度,$k$为数组中的数的最大的位数;

基数排序是按照低位先排序,然后收集;再按照高位排序,然后再收集;依次类推,直到最高位。有时候有些属性是有优先级顺序的,先按低优先级排序,再按高优先级排序。最后的次序就是高优先级高的在前,高优先级相同的低优先级高的在前。基数排序基于分别排序,分别收集,所以是稳定的。

基数排序有两种方法:

  • MSD 从高位开始进行排序
  • LSD 从低位开始进行排序

算法描述

  • 步骤1:取得数组中的最大数,并取得位数;
  • 步骤2:arr为原始数组,从最低位开始取每个位组成radix数组;
  • 步骤3:对radix进行计数排序(利用计数排序适用于小范围数的特点);

动图演示

时间复杂度

基数排序的性能比桶排序要略差,每一次关键字的桶分配都需要$O(n)$的时间复杂度,而且分配之后得到新的关键字序列又需要$O(n)$的时间复杂度。假如待排数据可以分为$d$个关键字,则基数排序的时间复杂度将是$O(d * 2n)$ ,当然$d$要远远小于$n$,因此基本上还是线性级别的。

最好情况:$O(n * k)$

最坏情况:$O(n * k)$

平均情况:$O(n * k)$

空间复杂度

基数排序的空间复杂度为$O(n + k)$,其中$k$为桶的数量。一般来说$n >> k$,因此额外空间需要大概$n$个左右。

算法示例

参考资料:

https://blog.csdn.net/coolwriter/article/details/78732728

https://blog.csdn.net/weixin_41190227/article/details/86600821

https://www.cnblogs.com/itsharehome/p/11058010.html

Min是清明的茗
原文地址:https://www.cnblogs.com/MinPage/p/13963666.html