基数排序(radix sort)属于“分配式排序”(distribution sort),又称“桶子法”(bucket sort)或binsort,顾名思义,它是透过键值的部份资讯,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。
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,依次进行依次排序。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。
import java.util.Arrays;
public class RadixSort {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {
53, 3, 542, 748, 14, 214};
radixSort(arr);
}
public static void radixSort(int arr[]) {
//第1轮(针对每个元素的个位进行排序)
//定位一个二维数组,表示10个桶,每个桶就是一个一维数组
//为了防止在放入数的时候,数据溢出,则每个一维数组(桶)大小定义为rr.length
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 一维数组来来记录各个桶的每次放入数据的个数
int[] bucketElementCounts = new int[10];
//第一轮(针对每个元素的个位进行排序处理)
for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
int digitOfElement = arr[j] % 10;
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
bucketElementCounts[digitOfElement]++;
}
//按照这个桶的顺序,遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入到原数组。
int index = 0;
for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
//如果桶中有数据,我们才放入到原数组。
if(bucketElementCounts[k] != 0){
for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++){
//取出元素放入到arr
arr[index++] = bucket[k][l];
}
}
//第1轮处理后,需要将每个bucketElementCounts[k] = 0
bucketElementCounts[k] = 0;
}
System.out.println("第一轮"+ Arrays.toString(arr));
//第2轮(针对每个元素的十位进行排序)
for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
int digitOfElement = arr[j] / 10 % 10;
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
bucketElementCounts[digitOfElement]++;
}
//按照这个桶的顺序,遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入到原数组。
index = 0;
for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
//如果桶中有数据,我们才放入到原数组。
if(bucketElementCounts[k] != 0){
for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++){
//取出元素放入到arr
arr[index++] = bucket[k][l];
}
}
bucketElementCounts[k] = 0;
}
System.out.println("第二轮"+ Arrays.toString(arr));
//第3轮(针对每个元素的百位进行排序)
for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
int digitOfElement = arr[j] / 100;
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
bucketElementCounts[digitOfElement]++;
}
//按照这个桶的顺序,遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入到原数组。
index = 0;
for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
//如果桶中有数据,我们才放入到原数组。
if(bucketElementCounts[k] != 0){
for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++){
//取出元素放入到arr
arr[index++] = bucket[k][l];
}
}
}
System.out.println("第三轮"+ Arrays.toString(arr));
}
}
观察上面的代码,我们发现每一轮的排序算法几乎都相似。我们应该想出方法进行改进。我们可以先得出原数组中最大数的位数然后可以得出我们需要排序的轮数。代码如下
public class RadixSort {
public static void main(String[] args) {
int arr[] = {
53, 3, 542, 748, 14, 214};
radixSort(arr);
}
public static void radixSort(int arr[]) {
//1.根据前面的推导过程,我们可以得到最终的基数排序代码
//1.得到数组中最大的数的位数
int max = arr[0];
for(int i = 1; i < arr.length; i++){
if(max < arr[i]){
max = arr[i];
}
}
//得到最大数是几位数
int maxLength = (max + "").length();
//第1轮(针对每个元素的个位进行排序)
//定位一个二维数组,表示10个桶,每个桶就是一个一维数组
//为了防止在放入数的时候,数据溢出,则每个一维数组(桶)大小定义为rr.length
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 一维数组来来记录各个桶的每次放入数据的个数
int[] bucketElementCounts = new int[10];
//这里我们使用循环将代码处理
for(int i = 0, n = 1;i < maxLength; i++, n *= 10){
//(针对每个元素的对应位进行排序处理)
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;
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
bucketElementCounts[digitOfElement]++;
}
//按照这个桶的顺序,遍历每一个桶,并将桶中的数据,放入到原数组。
int index = 0;
for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
//如果桶中有数据,我们才放入到原数组。
if(bucketElementCounts[k] != 0){
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;
}
System.out.println("第"+(i+1)+"轮排序"+ Arrays.toString(arr));
}
}
}
文章学习来源:https://www.bilibili.com/video/BV1E4411H73v?p=72
(尚硅谷java数据结构)
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