roseying 2019-12-02
基数排序 基数排序是一种非比较型整数排序算法,其原理是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。由于整数也可以表达字符串(比如名字或日期)和特定格式的浮点数,所以基数排序也不是只能使用于整数。 1. 基数排序 vs 计数排序 vs 桶排序 基数排序有两种方法: 这三种排序算法都利用了桶的概念,但对桶的使用方法上有明显差异: 基数排序:根据键值的每位数字来分配桶; 计数排序:每个桶只存储单一键值; 桶排序:每个桶存储一定范围的数值;
代码实现 JavaScript //LSD Radix Sort var counter = []; function radixSort(arr, maxDigit) { var mod = 10; var dev = 1; for (var i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) { for(var j = 0; j < arr.length; j++) { var bucket = parseInt((arr[j] % mod) / dev); if(counter[bucket]==null) { counter[bucket] = []; } counter[bucket].push(arr[j]); } var pos = 0; for(var j = 0; j < counter.length; j++) { var value = null; if(counter[j]!=null) { while ((value = counter[j].shift()) != null) { arr[pos++] = value; } } } } return arr; }
Java /** * 基数排序 * 考虑负数的情况还可以参考: https://code.i-harness.com/zh-CN/q/e98fa9 */ public class RadixSort implements IArraySort { @Override public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception { // 对 arr 进行拷贝,不改变参数内容 int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length); int maxDigit = getMaxDigit(arr); return radixSort(arr, maxDigit); } /** * 获取最高位数 */ private int getMaxDigit(int[] arr) { int maxValue = getMaxValue(arr); return getNumLenght(maxValue); } private int getMaxValue(int[] arr) { int maxValue = arr[0]; for (int value : arr) { if (maxValue < value) { maxValue = value; } } return maxValue; } protected int getNumLenght(long num) { if (num == 0) { return 1; } int lenght = 0; for (long temp = num; temp != 0; temp /= 10) { lenght++; } return lenght; } private int[] radixSort(int[] arr, int maxDigit) { int mod = 10; int dev = 1; for (int i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) { // 考虑负数的情况,这里扩展一倍队列数,其中 [0-9]对应负数,[10-19]对应正数 (bucket + 10) int[][] counter = new int[mod * 2][0]; for (int j = 0; j < arr.length; j++) { int bucket = ((arr[j] % mod) / dev) + mod; counter[bucket] = arrayAppend(counter[bucket], arr[j]); } int pos = 0; for (int[] bucket : counter) { for (int value : bucket) { arr[pos++] = value; } } } return arr; } /** * 自动扩容,并保存数据 * * @param arr * @param value */ private int[] arrayAppend(int[] arr, int value) { arr = Arrays.copyOf(arr, arr.length + 1); arr[arr.length - 1] = value; return arr; } }
PHP function radixSort($arr, $maxDigit = null) { if ($maxDigit === null) { $maxDigit = max($arr); } $counter = []; for ($i = 0; $i < $maxDigit; $i++) { for ($j = 0; $j < count($arr); $j++) { preg_match_all(‘/\d/‘, (string) $arr[$j], $matches); $numArr = $matches[0]; $lenTmp = count($numArr); $bucket = array_key_exists($lenTmp - $i - 1, $numArr) ? intval($numArr[$lenTmp - $i - 1]) : 0; if (!array_key_exists($bucket, $counter)) { $counter[$bucket] = []; } $counter[$bucket][] = $arr[$j]; } $pos = 0; for ($j = 0; $j < count($counter); $j++) { $value = null; if ($counter[$j] !== null) { while (($value = array_shift($counter[$j])) !== null) { $arr[$pos++] = $value; } } } } return $arr; }
C++ int maxbit(int data[], int n) //辅助函数,求数据的最大位数 { int maxData = data[0]; ///< 最大数 /// 先求出最大数,再求其位数,这样有原先依次每个数判断其位数,稍微优化点。 for (int i = 1; i < n; ++i) { if (maxData < data[i]) maxData = data[i]; } int d = 1; int p = 10; while (maxData >= p) { //p *= 10; // Maybe overflow maxData /= 10; ++d; } return d; /* int d = 1; //保存最大的位数 int p = 10; for(int i = 0; i < n; ++i) { while(data[i] >= p) { p *= 10; ++d; } } return d;*/ } void radixsort(int data[], int n) //基数排序 { int d = maxbit(data, n); int *tmp = new int[n]; int *count = new int[10]; //计数器 int i, j, k; int radix = 1; for(i = 1; i <= d; i++) //进行d次排序 { for(j = 0; j < 10; j++) count[j] = 0; //每次分配前清空计数器 for(j = 0; j < n; j++) { k = (data[j] / radix) % 10; //统计每个桶中的记录数 count[k]++; } for(j = 1; j < 10; j++) count[j] = count[j - 1] + count[j]; //将tmp中的位置依次分配给每个桶 for(j = n - 1; j >= 0; j--) //将所有桶中记录依次收集到tmp中 { k = (data[j] / radix) % 10; tmp[count[k] - 1] = data[j]; count[k]--; } for(j = 0; j < n; j++) //将临时数组的内容复制到data中 data[j] = tmp[j]; radix = radix * 10; } delete []tmp; delete []count; }
C #include<stdio.h> #define MAX 20 //#define SHOWPASS #define BASE 10 void print(int *a, int n) { int i; for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d\t", a[i]); } } void radixsort(int *a, int n) { int i, b[MAX], m = a[0], exp = 1; for (i = 1; i < n; i++) { if (a[i] > m) { m = a[i]; } } while (m / exp > 0) { int bucket[BASE] = { 0 }; for (i = 0; i < n; i++) { bucket[(a[i] / exp) % BASE]++; } for (i = 1; i < BASE; i++) { bucket[i] += bucket[i - 1]; } for (i = n - 1; i >= 0; i--) { b[--bucket[(a[i] / exp) % BASE]] = a[i]; } for (i = 0; i < n; i++) { a[i] = b[i]; } exp *= BASE; #ifdef SHOWPASS printf("\nPASS : "); print(a, n); #endif } } int main() { int arr[MAX]; int i, n; printf("Enter total elements (n <= %d) : ", MAX); scanf("%d", &n); n = n < MAX ? n : MAX; printf("Enter %d Elements : ", n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &arr[i]); } printf("\nARRAY : "); print(&arr[0], n); radixsort(&arr[0], n); printf("\nSORTED : "); print(&arr[0], n); printf("\n"); return 0; }
Lua -- 获取表中位数 local maxBit = function (tt) local weight = 10; -- 十進制 local bit = 1; for k, v in pairs(tt) do while v >= weight do weight = weight * 10; bit = bit + 1; end end return bit; end -- 基数排序 local radixSort = function (tt) local maxbit = maxBit(tt); local bucket = {}; local temp = {}; local radix = 1; for i = 1, maxbit do for j = 1, 10 do bucket[j] = 0; --- 清空桶 end for k, v in pairs(tt) do local remainder = math.floor((v / radix)) % 10 + 1; bucket[remainder] = bucket[remainder] + 1; -- 每個桶數量自動增加1 end for j = 2, 10 do bucket[j] = bucket[j - 1] + bucket[j]; -- 每个桶的数量 = 以前桶数量和 + 自个数量 end -- 按照桶的位置,排序--这个是桶式排序,必须使用倒序,因为排序方法是从小到大,顺序下来,会出现大的在小的上面清空。 for k = #tt, 1, -1 do local remainder = math.floor((tt[k] / radix)) % 10 + 1; temp[bucket[remainder]] = tt[k]; bucket[remainder] = bucket[remainder] - 1; end for k, v in pairs(temp) do tt[k] = v; end radix = radix * 10; end end;