算法篇-十大经典排序算法之基数排序

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什么是基数排序

基数排序和计数排序谐音,这里不要搞错了。但是这两种算法都有只能对整数排序的缺点。 基数排序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。

动图演示

在这里插入图片描述

声明图片来源:五分钟学算法

Java代码实现

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        int[] arr = {1, 3, 6, 9, 2, 5, 11, 4, 8};
        print("原数组: ", arr);
        radixSort(arr);
        print("排序后的数组: ", arr);

    }

    private static void radixSort(int[] arr) {
        //待排序列最大值
        int max = arr[0];
        int exp;//指数

        //计算最大值
        for (int anArr : arr) {
            if (anArr > max) {
                max = anArr;
            }
        }

        //从个位开始,对数组进行排序
        for (exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10) {
            //存储待排元素的临时数组
            int[] temp = new int[arr.length];
            //分桶个数
            int[] buckets = new int[10];

            //将数据出现的次数存储在buckets中
            for (int value : arr) {
                //(value / exp) % 10 :value的最底位(个位)
                buckets[(value / exp) % 10]++;
            }

            //更改buckets[i],
            for (int i = 1; i < 10; i++) {
                buckets[i] += buckets[i - 1];
            }

            //将数据存储到临时数组temp中
            for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
                temp[buckets[(arr[i] / exp) % 10] - 1] = arr[i];
                buckets[(arr[i] / exp) % 10]--;
            }

            //将有序元素temp赋给arr
            System.arraycopy(temp, 0, arr, 0, arr.length);
        }

    }

    private static void print(String str, int[] arr) {
        for (int i = 0; i <= arr.length - 1; i++) {
            if (i == 0) {
                System.out.print(str + "[" + arr[i] + ", ");
            } else if (i == arr.length - 1) {
                System.out.print(arr[i] + "]");
            } else {
                System.out.print(arr[i] + ", ");
            }
        }
        System.out.println();
    }

}

核心原理

基数排序和计数排序、桶排序,都在利用桶。但是基数排序是根据元素的位数来分配桶的,然后根据桶排序

算法过程如下

  • 第一步:计算原数据集中最大的元素,然后计算有几位
  • 第二步:将原数据集遍历,通过个位进行比较,将比较出来的值放入对应编号为0-9的桶中
  • 第三步:根据桶的编号将数据拿出排序一个返回集
  • 第四步:拿到第三步的返回集,进行遍历,这个适合比较十位的位置,根据十位上的数字比较出来的值存入0-9对应的桶中。
  • 第五步:重复第四步,直到最大元素的位数比较完成。

时间复杂度

O(n*k)

基数排序的优缺点

优点:稳定 缺点:严重依赖于额外的存储空间

适用场景

较小范围内的排序算法