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   -> 数据结构与算法 -> java 基数排序实现 -> 正文阅读

[数据结构与算法]java 基数排序实现

不同于 希尔排序,快速排序这些,基数排序的思想更容易理解,代码也更容易实现。但是基数排序的缺点也很明显,对于小数的处理,需要一些额外的操作。

可以给全部元素进行扩大化处理,但是要考虑大数的溢出问题。…

以下是对基数排序的介绍:

基数排序(英语:Radix sort)是一种非比较型整数排序算法,其原理是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。由于整数也可以表达字符串(比如名字或日期)和特定格式的浮点数,所以基数排序也不是只能使用于整数。
它是这样实现的:将所有待比较数值(正整数)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。
from : 基数排序

那么处理方法也很简单(假设数组中的元素全部是正整数):

  1. 定义 10个数组,分别对应 [0,9],这里称每个数组为桶。
  2. 然后是判断每个元素的个位数的值,然后把该元素存放到对应的桶里面去。比如27的个位数的值就是7,这样,就把这个27 放到第7个桶(从0开始计数)的第一个位置上; (假设还要一个元素是57,这样就把57放到第7个桶的第二个位置上。)直到遍历完数组的全部元素。
  3. 依次取出每个桶里面的全部元素,分别放到原始数组里面去。从原始0的位置开始放,依次递增;
  4. 然后是再来一次存桶,取元素的操作,这次判断的值是每个元素的十位数了。(还是以27为例,那么十位数就是2,那么27 这次应该是要放进第2个桶里面去);
  5. 重复步骤4,假设这个数组中最大的元素是618,那么进行到百位数的存取之后,排序就结束了。

下面是代码实现:

    public static void radixSort(int[] array) {
        int[] deeps = new int[9 + 10]; // [-9, 9]
        int[][] buckets = new int[deeps.length][array.length];
        int factor = 1;
        final int mod = 10;
        int overflow;
        int restoreIndex;
        do {
            overflow = 0;
            // step 01, put ele to buckets;
            // noinspection ForLoopReplaceableByForEach
            for (int i = 0; i < array.length; ++i) {
                int digit = array[i] / factor % mod;  // now digit in [-9, 9] --> 2
                // System.out.printf("ele=%d, factor=%d, digit=%d\n", array[i], factor, digit);
                digit += 9; // [-9, 9] -> [0, 18]
                buckets[digit][deeps[digit]++] = array[i];
                // check when to exit the while loop.
                if (array[i] < factor) {
                    overflow++;
                }
            }

            // step 02, get ele from buckets, and restore to origin array
            restoreIndex = 0;
            for (int i = 0; i < buckets.length; ++i) {
                for (int deep = 0; deep < deeps[i]; ++deep) {
                    array[restoreIndex++] = buckets[i][deep];
                }
                deeps[i] = 0; // restore index
            }
            factor *= 10;
            // 这样会多跑一次 do {} while(); 
            // 如果提前计算出最大值的最大位数,可以避免这一次,感觉差别不大,就没有去这样处理
        } while (overflow < array.length);
    }

这里的实现 扩展了对负数部分的处理:如果要考虑负数,桶要增加9个,分别放[-9,-1] 之间的元素。

调用如下:

int[] array = {2, -199, 312, -41, 5, -618, 7, 813, 8, 9, 9, 7, -866, 9, 0};
radixSort(array);

输出如下:

radixSort: before: [2, -199, 312, -41, 5, -618, 7, 813, 8, 9, 9, 7, -866, 9, 0]	 size=15
radixSort:  after: [-866, -618, -199, -41, 0, 2, 5, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 312, 813]	 size=15
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加:2022-05-07 11:22:23  更:2022-05-07 11:25:20 
 
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