背景介紹:
是一種非比較型整數排序算法,其原理是將整數按位數切割成不同的數字,然后按每個位數分別比較。由于整數也可以表達字符串(比如名字或日期)和特定格式的浮點數,所以基數排序也不是只能使用于整數。基數排序的發明可以追溯到1887年赫爾曼·何樂禮在打孔卡片制表機(Tabulation Machine)上的貢獻。算法規則:
將所有待比較數值(正整數)統一為同樣的數位長度,數位較短的數前面補零。然后,從最低位開始,依次進行一次排序。這樣從最低位排序一直到最高位排序完成以后,數列就變成一個有序序列?;鶖蹬判蚩梢圆捎脙煞N方式分別是LSD(Least Significant Digital)和 MSD(Most Significant Digital);我們以LSD方式為例,從數組R[1..n]中每個元素的最低位開始處理,假設基數為radix,如果是十進制,則radix=10?;具^程如下所示:
1.計算R中最大的元素,求得位數最大的元素,最大位數記為distance;
2.對每一位round<=distance,計算R[i] % radix即可得到;
3.將上面計算得到的余數作為bucket編號,每個bucket中可能存放多個數組R的元素;
4.按照bucket編號的順序,收集bucket中元素,就地替換數組R中元素;
5.重復2~4,最終數組R中的元素為有序。代碼實現(Java版本)
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升序排序法(LSD):
/** * 基數排序法 * 升序排列 * @param data */ public void sortByAsc(int[] data) { /** step1:確定排序的趟數*/ int max=data[0]; for(int i=1;i<data.length;i++){ if(data[i]>max){ max=data[i]; } } /** step2:判斷位數*/ int digit = 0; while(max > 0){ max/=10; digit++; } /**初始化一個二維數組,相當于二維數組,可以把重復的存進去*/ List<ArrayList<Integer>> temp = new ArrayList<>(); for(int i = 0;i < 10;i++){ temp.add(new ArrayList<Integer>()); } /**開始合并收集*/ for(int i = 0; i < digit; i++){ /** 對每一位進行排序 */ for(int j = 0; j < data.length; j++){ /**求每一個數的第i位的數,然后存到相對應的數組中*/ int digitInx = data[j]%(int)Math.pow(10, i + 1)/(int)Math.pow(10, i); ArrayList<Integer> tempInside = temp.get(digitInx); tempInside.add(data[j]); temp.set(digitInx,tempInside ); } /**收集數組元素*/ int count = 0; for(int k = 0;k < 10;k++){ for(;temp.get(k).size()>0;count++){ ArrayList<Integer> temp2 = temp.get(k); data[count] = temp2.get(0); temp2.remove(0); } } } }
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升序排序法(MSD):
/** * 基數排序法 * 降序排列 * @param data */ public void sortByDesc(int[] data) { /** step1:確定排序的趟數*/ int max=data[0]; for(int i=1;i<data.length;i++) { if(data[i]>max) { max=data[i]; } } /** step2:判斷位數*/ int digit = 0; while(max > 0) { max/=10; digit++; } /**初始化一個二維數組,相當于二維數組,可以把重復的存進去*/ List<ArrayList<Integer>> temp = new ArrayList<>(); for(int i = 0;i < 10;i++) { temp.add(new ArrayList<Integer>()); } /**開始合并收集*/ for(int i = 0; i < digit; i++) { /** 對每一位進行排序 */ for(int j = 0; j < data.length; j++) { /**求每一個數的第i位的數,然后存到相對應的數組中*/ int digitInx = data[j]%(int)Math.pow(10, i + 1)/(int)Math.pow(10, i); ArrayList<Integer> tempInside = temp.get(digitInx); tempInside.add(data[j]); temp.set(digitInx,tempInside ); } int count = data.length - 1; for(int k = 0;k < 10;k++) { for(;temp.get(k).size()>0;count--) { ArrayList<Integer> temp2 = temp.get(k); data[count] = temp2.get(0); temp2.remove(0); } } } }
算法學習:基數排序
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