Java版桶排序

分析&回答

动态演示

实现代码

/**
 * 桶排序
 * <p>
 * 设置一个定量的数组当作空桶;
 * 遍历输入数据，并且把数据一个一个放到对应的桶里去;
 * 对每个不是空的桶进行排序;
 * 从不是空的桶里把排好序的数据拼接起来。 
 * 
 * @param arr
 */
private static void bucketSort(int[] arr) {
    int length = arr.length;
    LinkedNode[] bucket = new LinkedNode[length];  // 桶的个数等于length
    int max = arr[0];  // 求max
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }
    // 入桶
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        int value = arr[i];  // 扫描每个元素
        int hash = hash(arr[i], max, length);  // 桶的下标
        if (bucket[hash] == null) {
            bucket[hash] = new LinkedNode(value);  // 初始化链表
        } else {
            insertInto(value, bucket[hash], bucket, hash);  // 插入链表
        }
    }
    int k = 0; // 记录数组下标
    // 出桶，回填arr
    for (LinkedNode node : bucket) {
        if (node != null) {
            while (node != null) {
                arr[k++] = node.value;
                node = node.next;
            }
        }
    }
}

// 根据桶的个数来确定hash函数，这份代码适合桶的个数等于数组长度
private static int hash(int element, int max, int length) {
    return (element * length) / (max + 1);
}

private static void insertInto(int value, LinkedNode head, LinkedNode[] bucket, int hash) {
    LinkedNode newNode = new LinkedNode(value);
    // 小于头节点，放在头上
    if (value <= head.value) {
        newNode.next = head;
        // 替换头节点
        bucket[hash] = newNode;
        return;
    }
    // 往后找第一个比当前值大的节点，放在这个节点的前面
    LinkedNode p = head;
    LinkedNode pre = p;
    while (p != null && value > p.value) {
        pre = p;
        p = p.next;
    }

    if (p == null) {  // 跑到末尾了
        pre.next = newNode;
    } else {            // 插入pre和p之间
        pre.next = newNode;
        newNode.next = p;
    }
}

/**
 * 简单单向链表的节点
 */
class LinkedNode {

    public int value;
    public LinkedNode next;

    public LinkedNode(int value) {
        this.value = value;
    }

}

性能分析

• 稳定 
• 平均时间复杂度O(n + k)
• 空间复杂度O(n + k)

反思&扩展

Java版常用排序算法复杂度

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