Java-基数排序

1.桶式排序概念

    有限个数字m，每个数字的大小都在1与n之间，则我们可以假设有n个桶，遍历m个数字，
    将其存入对应的桶中（如数字的值为3，就存入3号桶，桶的值对应存入数字的个数）

2.基数排序概念

    基于桶式排序，将要排序的数字一位一位的比较，经历多次桶式排序，得出最终的序列
    如果要排序的元素可以分成多位，并且每一位都在一个固定的范围内，则可以用这种排序方法，如对10进制数字的排序

3.代码实现

/**
 * 桶式排序
 * max是最大数字
 * @param arr
 * @param max
 */
public  void bucketSort(int[] arr,int max){
    //声明一个数组，这就是桶，编号从0到max的桶，一共max+1个
    int[] count = new int[max + 1];
    //遍历数组，用桶计数
    for(int i = 0;i < arr.length;i++){
        count[arr[i]]++;
    }

    int k = 0;
    for(int i = 0;i <=max ;i++){
        while(count[i] > 0){
            arr[k++] = i;
            count[i]--;
        }
    }
    System.out.println("排序后");
    printArr(arr);
}


/*
 * 基数排序  稳定的排序算法
 * array    代表数组
 * radix    代表基数
 * d        代表排序元素的位数
 */
public int[] radixSort1(int[] arr, int radix, int d){
    //第一维radix表示一共有radix个桶
    //第二维arr.length表示每个桶最多可能存放a.length个数字
    int[][] temp = new int[radix][arr.length];
    // count用于记录待排序元素的信息,用来表示该位是i的数的个数
    int[] count = new int[radix];
    // 定义每一轮的除数，1,10,100...
    int rate = 1;
    for (int i = 0; i < d; i++) {

        System.out.println("第"+(i+1)+"次排序前");
        printArr(arr);
        System.out.println("除数 ："+rate);

        //遍历要排序的数组，将其存入temp数组中（按照第n位上的数字将数字放入桶中）
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取余
            int subKey = (arr[j] / rate) % 10;
            //System.out.println("sub : count "+ subKey+" : "+count[subKey]);
            temp[subKey][count[subKey]++] = arr[j];
        }

        int m = 0;//arr数组下标
        //把每趟整理的数值按整理后的顺序放到原数组中， 进行下次循环排序
        for (int j = 0; j < radix; j++) {
            //该号桶个数大于0
            if(count[j] != 0){
                System.out.println("桶号："+j+" 第"+j+"号桶的个数"+count[j]);
                for (int k = 0; k < count[j]; k++) {
                    arr[m++] = temp[j][k];
                }
                //把相应位上的个数置空，下次使用
                count[j] = 0;
            }
        }
        rate =  rate * 10;
        System.out.println("第"+(i+1)+"次排序后");
        printArr(arr);
        System.out.println();
    }
    return arr;
}

4.测试

@Test
public void test(){
    //int arr[] = {0,1,1,2,3,3,4,8,7,6,12,22,65};
    int arr[] = { 1200, 292, 121, 72, 233, 44, 12 };
    //int arr[] = {6,3,8,2,9,1};
    System.out.println("排序前");
    printArr(arr);

    int[] data = radixSort1(arr,10,4);

    System.out.println("排序后");
    printArr(data);
}

public void printArr(int[] arr){
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.print(arr[i]+" ");
    }
    System.out.println();
}

5.总结

算法特点：
    1.是稳定排序
    2.可用于链式结构，也可用于顺序结构
    3.时间复杂度可以突破基于关键字比较一类方法的下界O(nlog2n),达到O(n)
    4.基数排序使用条件有严格的要求：需要知道各级关键字的主次关系和各级关键字的取值范围。

6.参考

桶排序和基数排序 Java