基数排序详解-优快云博客

一、基数排序(桶排序)介绍

基数排序(radixsort)属于“分配式排序”(distributionsort)，又称“桶子法”(bucketsort)或binsort，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至某些“桶”中，达到排序的作用
基数排序法是属于稳定性的排序，基数排序法的是效率高的稳定性排序法
基数排序(RadixSort)是桶排序的扩展
基数排序是1887年赫尔曼·何乐礼发明的。它是这样实现的:将整数按位数切割成不同的数字，然后按每个
位数分别比较。

二、基数排序基本思想

1、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。

三、基数排序图文说明

将数组 {53, 3, 542, 748, 14, 214} 使用基数排序, 进行升序排序
在这里插入图片描述

四、基数排序代码实现

要求:将数组 {53, 3, 542, 748, 14, 214} 使用基数排序, 进行升序排序

import java.util.Arrays;

/**
 * @program: text
 * @description: 基数排序
 * @author: min
 * @create: 2019-07-29 15:44
 **/
public class RadixSort {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {53, 3, 542, 748, 14, 214};
        radixSort(arr);
    }

    private static void radixSort(int[] arr) {
        //1. 得到数组中最大的数的位数
        int max = arr[0]; //假设第一数就是最大数
        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. 为了防止在放入数的时候，数据溢出，则每个一维数组(桶)，大小定为 arr.length
         * 3. 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的每次放入的数据个数
        // 比如: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(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
            int index = 0;
            //遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
            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) {
                    //循环该桶即第 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 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));
        }
    }

}

五、基数排序的说明

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, 当对海量数据排序时，容易造成 OutOfMemoryError 。
基数排序时稳定的。[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]
有负数的数组，我们不用基数排序来进行排序, 如果要支持负数，参考: https://code.i-harness.com/zh-CN/q/e98fa9