Java 排序演算法: 基數排序

阿新 • • 發佈：2021-02-03

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基數排序

基本思想:

基數排序(radixSort)屬於"分配式排序", 又稱為"桶子法" 或 bin sort, 顧名思義, 它是通過鍵值的各個位的值, 將要排序的元素分配到某些’桶’中, 達到排序的目的.

特點如下:

（1）通過鍵值得各個位的值，將要排序的元素分配至一些桶中，達到排序的作用
（2）基數排序法是屬於穩定性的排序，基數排序法是效率高的穩定排序法
（3）基數排序是桶排序的擴充套件

程式碼實現

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("基數排序前:" + Arrays.toString(arr));
//        radixSort(arr);
//        System.out.println("基數排序後:" + Arrays.toString(arr)); 



        int[] test = new int[8000000];  // 測試資料
        for (int i = 0; i < test.length; i++) {
            test[i] = (int) (Math.random() * 1000000);  // 隨機生成一個 [0,1000000) 數
        }
        long start = System.currentTimeMillis();
        radixSort(test);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System. 
out.println("八百萬個隨機數使用基數排序所耗時間為: " +(end - start)  + "毫秒");


    }


    public static void radixSort(int[] arr) {
        // 1. 先得到陣列中最大的數的位數
        int max = arr[0];  // 假設第一個數就是最大數
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }

        // 2. 得到最大數是幾位數
        int maxLength = (max + "").length();

        // 定義一個二維陣列, 表示10個桶, 每個桶就是一個一維陣列
        // 說明
        // 1. 二維陣列包含10個一位陣列
        // 2. 為了防止在放入數的時候, 資料溢位, 則每個一維陣列(桶), 大小定位 arr.length
        // 3. 要明確: 基數排序是使用空間換時間的經典演算法
        int[][] bucket = new int[10][arr.length];

        // 為了記錄每個桶中, 實際存放了多少個數據, 我們定義一個一維陣列來記錄各個桶的每次放入的資料個數
        // 可以這裡理解
        // 比如: bucketElementCounts[0], 記錄的就是 bucket[0]桶的放入資料的個數
        int[] bucketElementCounts = new int[10];

        // 這裡我們使用循換處理
        for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
            // 針對於每個元素的對應位進行排序, 第一次是個位,第二次是10位...
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                //取出每個元素的對應位的值
                int digitOfElement = arr[j] / n % 10;
                // 放入到對應的桶中
                bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
                bucketElementCounts[digitOfElement]++;
            }

            // 按照這個桶的順序(一維陣列的下標依次取出資料, 放入到原來陣列)
            int index = 0;
            // 遍歷每一桶, 並將桶中是資料, 放入到原陣列
            for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
                // 如果桶中有資料, 我們才會放入到原陣列
                if (bucketElementCounts[k] != 0){
                    // 迴圈改桶即第k個桶(即第k個一維陣列),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輪處理後, 需要將每個 bucketElementCounts[k] = 0
                bucketElementCounts[k] = 0;
            }




        }


    }
}