Java 排序算法: 基数排序

基数排序

基本思想:

基数排序(radixSort)属于"分配式排序", 又称为"桶子法" 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到某些’桶’中, 达到排序的目的.

特点如下:

（1）通过键值得各个位的值，将要排序的元素分配至一些桶中，达到排序的作用
（2）基数排序法是属于稳定性的排序，基数排序法是效率高的稳定排序法
（3）基数排序是桶排序的扩展

代码实现

package com.com.beyond.dhl.utils.sort;

import java.util.Arrays;

public class radixSort {
    
    


    public static void main(String[] args) {
    
    
//        int[] arr = {1, 5, 3, 2, 6, 7, 0};
//        System.out.println("基数排序前:" + Arrays.toString(arr));
//        radixSort(arr);
//        System.out.println("基数排序后:" + Arrays.toString(arr));


        int[] test = new int[8000000];  // 测试数据
        for (int i = 0; i < test.length; i++) {
    
    
            test[i] = (int) (Math.random() * 1000000);  // 随机生成一个 [0,1000000) 数
        }
        long start = System.currentTimeMillis();
        radixSort(test);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("八百万个随机数使用基数排序所耗时间为: " +(end - start)  + "毫秒");


    }


    public static void radixSort(int[] arr) {
    
    
        // 1. 先得到数组中最大的数的位数
        int max = arr[0];  // 假设第一个数就是最大数
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    
    
            if (arr[i] > max) {
    
    
                max = arr[i];
            }
        }

        // 2. 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个一位数组
        // 2. 为了防止在放入数的时候, 数据溢出, 则每个一维数组(桶), 大小定位 arr.length
        // 3. 要明确: 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
        // 可以这里理解
        // 比如: bucketElementCounts[0], 记录的就是 bucket[0]桶的放入数据的个数
        int[] bucketElementCounts = new int[10];

        // 这里我们使用循换处理
        for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
    
    
            // 针对于每个元素的对应位进行排序, 第一次是个位,第二次是10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, 放入到原来数组)
            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, 我们才会放入到原数组
                if (bucketElementCounts[k] != 0){
    
    
                    // 循环改桶即第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;
            }




        }


    }
}

八百万数据测试结果