基数排序介绍
- 基数排序属于"分配式排序",又称"桶子发",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到某些桶中,达到排序的作用
- 基数排序法是属于稳定性的排序,基数排序法是效率高的稳定性 排序法
- 基数排序的实现方式是:将整数按位数切割成不同的数字,然后按照每个位数分别比较
基数排序的思想
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.
基数排序图文说明
将数组{53,3,524,748,14,214} 使用基数排序,进行升序排序
代码实现
分批次实现代码
public class RadixSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {53, 3, 542, 748, 14, 214};
System.out.println("排序前的数组:");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
radixSort(arr);
}
private static void radixSort(int[] arr) {
//初始化10个桶,这是一个二维数组,十个桶个里面存放的数据
//为了放置数据溢出,每个桶里面存放的数据为数组元素个数
int[][] bucket = new int[10][arr.length];
//初始化一个数组,来存放10个桶里面存放的数据量,即可以看做下标
//比如bucketElementCounts[0] 可以认为是bucket[0]这个桶中存放的元素个数
int[] bucketElementCounts = new int[10];
//比较个位,进行第一次排序
//把元素放入桶中
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//拿到元素的个位数字
int digitOfElement = arr[i] % 10;
//把它放入相应的桶里面
//数组的个位元素代表了第几个桶, bucketElementCounts[digitOfElement] 表示桶中的索引
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[i];
bucketElementCounts[digitOfElement] += 1;
}
//初始化一个下标
int index = 0;
//从桶中取出元素,遍历10个桶
for (int i = 0; i < bucket.length; i++) {
if (bucketElementCounts[i] > 0) { //桶中元素大于0,证明桶中有元素
for (int j = 0; j < bucketElementCounts[i]; j++) {
arr[index] = bucket[i][j];
index++;
}
//重置bucketElementCounts为0,以便下次处理时其值为0
bucketElementCounts[i] = 0;
}
}
System.out.println("第一轮处理后的结果:");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//比较十位,
//把元素放入桶中
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//拿到元素的十位数字
int digitOfElement = arr[i] / 10 % 10;
//把它放入相应的桶里面
//数组的个位元素代表了第几个桶, bucketElementCounts[digitOfElement] 表示桶中的索引
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[i];
bucketElementCounts[digitOfElement] += 1;
}
//初始化一个下标
index = 0;
//从桶中取出元素,遍历10个桶
for (int i = 0; i < bucket.length; i++) {
if (bucketElementCounts[i] > 0) { //桶中元素大于0,证明桶中有元素
for (int j = 0; j < bucketElementCounts[i]; j++) {
arr[index] = bucket[i][j];
index++;
}
//重置bucketElementCounts为0,以便下次处理时其值为0
bucketElementCounts[i] = 0;
}
}
System.out.println("第二轮处理后的结果:");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//比较百位,
//把元素放入桶中
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//拿到元素的百位数字
int digitOfElement = arr[i] / 10 % 10;
//把它放入相应的桶里面
//数组的个位元素代表了第几个桶, bucketElementCounts[digitOfElement] 表示桶中的索引
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[i];
bucketElementCounts[digitOfElement] += 1;
}
//初始化一个下标
index = 0;
//从桶中取出元素,遍历10个桶
for (int i = 0; i < bucket.length; i++) {
if (bucketElementCounts[i] > 0) { //桶中元素大于0,证明桶中有元素
for (int j = 0; j < bucketElementCounts[i]; j++) {
arr[index] = bucket[i][j];
index++;
}
//重置bucketElementCounts为0,以便下次处理时其值为0
bucketElementCounts[i] = 0;
}
}
System.out.println("第三轮处理后的结果:");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
循环实现
循环的轮次,就是排序数中最大数的长度
public class RadixSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {53, 3, 542, 748, 14, 214};
System.out.println("排序前的数组:");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
radixSort(arr);
}
private static void radixSort(int[] arr) {
//初始化10个桶,这是一个二维数组,十个桶个里面存放的数据
//为了放置数据溢出,每个桶里面存放的数据为数组元素个数
int[][] bucket = new int[10][arr.length];
//初始化一个数组,来存放10个桶里面存放的数据量,即可以看做下标
//比如bucketElementCounts[0] 可以认为是bucket[0]这个桶中存放的元素个数
int[] bucketElementCounts = new int[10];
//获取到待排序数中的最大值
int max = arr[0];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] > max) {
max = arr[i];
}
}
//得到最大数的长度
int maxNumLength = ("" + max).length();
//循环遍历,进行排序
int n = 1;
for (int i = 0; i < maxNumLength; i++) {
//装桶
for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
int digitOfElement = arr[j] / n % 10;
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
bucketElementCounts[digitOfElement] += 1;
}
n = n * 10;
//从桶中取出数据
int index = 0;
for (int j = 0; j < bucket.length; j++) {
for (int k = 0; k < bucketElementCounts[j]; k++) {
if (bucketElementCounts[j] > 0) { // 有数据,取出
arr[index] = bucket[j][k];
index++;
}
}
bucketElementCounts[j] = 0;
}
System.out.printf("第%d次排序完的结果为:", (i + 1));
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}
}
基数排序说明
- 基数排序是对传统桶排序的扩展,速度很快
- 基数排序是经典的空间换时间的方式,占用内存很大,当对海量的数据时,容易造成outOfMenoryError.
- 基数排序是稳定的[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]