Java基数排序radix sort原理及用法解析

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基数排序(桶排序)介绍

基数排序（radix sort）属于“分配式排序”（distribution sort），又称“桶子法”（bucket sort）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至某些“桶”中，达到排序的作用

基数排序法是属于稳定性的排序，基数排序法的是效率高的稳定性排序法

基数排序(Radix Sort)是桶排序的扩展

基数排序是1887年赫尔曼·何乐礼发明的。它是这样实现的：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。

基数排序基本思想

将所有待比较数值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。

特点

空间换时间，稳定

代码

package cn.guizimo.sort;

import java.util.Arrays;

public class RadixSort {
  public static void main(String[] args) {
    int arr[] = {53,45,6,378,15,234,78};
    System.out.println("排序前");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
    radixSort(arr);
    System.out.println("排序后");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
  }

  public static void radixSort(int arr[]) {
    //获取最大位数
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
      if (arr[i] > max) {
        max = arr[i];
      }
    }
    //计算位数
    int maxLength = (max + "").length();

    int[][] bucket = new int[10][arr.length];
    int[] bucketElemtCounts = new int[10];

    for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
      for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
        int digitOfElemt = arr[j] / n % 10;
        bucket[digitOfElemt][bucketElemtCounts[digitOfElemt]] = arr[j];
        bucketElemtCounts[digitOfElemt]++;
      }
      int index = 0;
      for (int k = 0; k < bucketElemtCounts.length; k++) {
        if (bucketElemtCounts[k] != 0) {
          for (int l = 0; l < bucketElemtCounts[k]; l++) {
            arr[index++] = bucket[k][l];
          }
        }
        bucketElemtCounts[k] = 0;
      }
      System.out.println("第"+(i+1)+"轮排序");
      System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

  }
}

测试

测试速度

package cn.guizimo.sort;

import java.util.Arrays;

public class RadixSort {
  public static void main(String[] args) {
    int max = 80000;
    int[] arr = new int[max];
    for (int i = 0; i < max; i++) {
      arr[i] = (int)(Math.random() * 80000);
    }
    long date1 = System.currentTimeMillis();
    radixSort(arr);
    long date2 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("位移式希尔排序"+max+"数组的时间为："+(date2-date1));
  }

  public static void radixSort(int arr[]) {
    //获取最大位数
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
      if (arr[i] > max) {
        max = arr[i];
      }
    }
    //计算位数
    int maxLength = (max + "").length();

    int[][] bucket = new int[10][arr.length];
    int[] bucketElemtCounts = new int[10];

    for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
      for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
        int digitOfElemt = arr[j] / n % 10;
        bucket[digitOfElemt][bucketElemtCounts[digitOfElemt]] = arr[j];
        bucketElemtCounts[digitOfElemt]++;
      }
      int index = 0;
      for (int k = 0; k < bucketElemtCounts.length; k++) {
        if (bucketElemtCounts[k] != 0) {
          for (int l = 0; l < bucketElemtCounts[k]; l++) {
            arr[index++] = bucket[k][l];
          }
        }
        bucketElemtCounts[k] = 0;
      }
    }
  }
}