基数排序实现案例

1，基数排序(桶排序)介绍

• 基数排序（radix sort）属于“分配式排序”（distribution sort），又称“桶子法”（bucket sort）或bin sort，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(Radix Sort)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。

2，基数排序基本思想

• 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。

• 这样说明，比较难理解，下面我们看一个图文解释，理解基数排序的步骤

3，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。

 

 

4，基数排序代码实现（推到过程）

public static void radixSort(int array[]) {
        /**
         * 1，定义一个二维数组，表示10个桶，每个桶就是一个一维数组
         * 2，二维数组包含了10个一维数组，
         * 3，为了防止放入数据的时候数据溢出，则每个桶的大小为array.length
         * 4，基数排序是使用空间换时间的经典算法
         */
        int[][] bucket = new int[10][array.length];
        //为了记录桶中，实际存放了多少个数据，定义一个一维数组来记录各个桶每次放入的数据个数
        int[] bucketEelements = new int[10];

        //第1轮，对每个元素的个位数进行排序处理
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            //取出每个元素的个位数
            int digitOfElement = array[i] / 1 % 10;
            //放到对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketEelements[digitOfElement]] = array[i];
            bucketEelements[digitOfElement]++;
        }
        //按照这个桶的顺序（一维数组的下标取出数据，然后放到原来数组中）
        int index = 0;
        for (int k = 0; k < bucket.length; k++) {
            if (bucketEelements[k] != 0) {
                for (int i = 0; i < bucketEelements[k]; i++) {
                    array[index++] = bucket[k][i];
                }
            }
            //将第1轮中桶中的元素清空，置为0
            bucketEelements[k] = 0;
        }
        System.out.println("第1轮，对个位数的排序处理array=" + Arrays.toString(array));

        //=============================================================================//
        //第2轮，对每个元素的个位数进行排序处理
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            //取出每个元素的个位数
            int digitOfElement = array[i] / 10 % 10;
            //放到对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketEelements[digitOfElement]] = array[i];
            bucketEelements[digitOfElement]++;
        }
        //按照这个桶的顺序（一维数组的下标取出数据，然后放到原来数组中）
        index = 0;
        for (int k = 0; k < bucket.length; k++) {
            if (bucketEelements[k] != 0) {
                for (int i = 0; i < bucketEelements[k]; i++) {
                    array[index++] = bucket[k][i];
                }
            }
            //将第2轮中桶中的元素清空，置为0
            bucketEelements[k] = 0;
        }
        System.out.println("第2轮，对个位数的排序处理array=" + Arrays.toString(array));

        //========================================================================
        //第3轮，对每个元素的个位数进行排序处理
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            //取出每个元素的个位数
            int digitOfElement = array[i] / 100 % 10;
            //放到对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketEelements[digitOfElement]] = array[i];
            bucketEelements[digitOfElement]++;
        }
        //按照这个桶的顺序（一维数组的下标取出数据，然后放到原来数组中）
        index = 0;
        for (int k = 0; k < bucket.length; k++) {
            if (bucketEelements[k] != 0) {
                for (int i = 0; i < bucketEelements[k]; i++) {
                    array[index++] = bucket[k][i];
                }
            }
            //将第3轮中桶中的元素清空，置为0
            bucketEelements[k] = 0;
        }
        System.out.println("第3轮，对个位数的排序处理array=" + Arrays.toString(array));
    }

5，最终代码实现

public static void radixSort1(int array[]) {
        /**
         * 1，定义一个二维数组，表示10个桶，每个桶就是一个一维数组
         * 2，二维数组包含了10个一维数组，
         * 3，为了防止放入数据的时候数据溢出，则每个桶的大小为array.length
         * 4，基数排序是使用空间换时间的经典算法
         */
        int[][] bucket = new int[10][array.length];
        //为了记录桶中，实际存放了多少个数据，定义一个一维数组来记录各个桶每次放入的数据个数
        int[] bucketEelements = new int[10];

        //获取最大数
        int maxValue = array[0];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if (array[i] > maxValue) {
                maxValue = array[i];
            }
        }
        //获取最大数的位数
        int maxLength = (maxValue + "").length();

        //循环处理
        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
            for (int j = 0; j < array.length; j++) {
                //取出每个元素的对应位数
                int digitOfElement = array[j] / n % 10;
                //放到对应的桶中
                bucket[digitOfElement][bucketEelements[digitOfElement]] = array[j];
                bucketEelements[digitOfElement]++;
            }
            //按照这个桶的顺序（一维数组的下标取出数据，然后放到原来数组中）
            int index = 0;
            for (int k = 0; k < bucket.length; k++) {
                if (bucketEelements[k] != 0) {
                    for (int l = 0; l < bucketEelements[k]; l++) {
                        array[index++] = bucket[k][l];
                    }
                }
                //将第i+1轮中桶中的元素清空，置为0
                bucketEelements[k] = 0;
            }
            System.out.println("第"+(i+1)+"轮，对个位数的排序处理array=" + Arrays.toString(array));
        }
    }