北京北大青鳥(niǎo)學(xué)校,北大青鳥(niǎo)北京校區(qū):Java的排序之“基數(shù)排序”

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北大青鳥(niǎo)北京,北大青鳥(niǎo)學(xué)校學(xué)術(shù)部老師講解:什么是基數(shù)排序?

北大青鳥(niǎo)北京,北大青鳥(niǎo)學(xué)校解答:基數(shù)排序(radix sort)是屬于“分配式排序”(distribution sort),基數(shù)排序法又稱“桶子法”(bucket sort)或bin sort,顧名思義,它是透過(guò)鍵值的部份資訊,將要排序的元素分配至某些“桶”中,藉以達(dá)到排序的作用,基數(shù)排序法是屬于穩(wěn)定性的排序,其時(shí)間復(fù)雜度為O (nlog(r)m),其中r為所采取的基數(shù),而m為堆數(shù),在某些時(shí)候,基數(shù)排序法的效率高于其它的比較性排序法。

效率分析:
時(shí)間效率:設(shè)待排序列為n個(gè)記錄,d個(gè)關(guān)鍵碼,關(guān)鍵碼的取值范圍為radix,則進(jìn)行鏈?zhǔn)交鶖?shù)排序的時(shí)間復(fù)雜度為O(d(n+radix)),其中,一趟分配時(shí)間復(fù)雜度為O(n),一趟收集時(shí)間復(fù)雜度為O(n),共進(jìn)行d趟分配和收集。 空間效率:需要2*radix個(gè)指向隊(duì)列的輔助空間,以及用于靜態(tài)鏈表的n個(gè)指針。(北大青鳥(niǎo)北京校區(qū))

實(shí)現(xiàn)方法:
最高位優(yōu)先(Most Significant Digit first)法,簡(jiǎn)稱MSD法:先按k1排序分組,同一組中記錄,關(guān)鍵碼k1相等,再對(duì)各組按k2排序分成子組,之后,對(duì)后面的關(guān)鍵碼繼續(xù)這樣的排序分組,直到按最次位關(guān)鍵碼kd對(duì)各子組排序后。再將各組連接起來(lái),便得到一個(gè)有序序列。 最低位優(yōu)先(Least Significant Digit first)法,簡(jiǎn)稱LSD法:先從kd開(kāi)始排序,再對(duì)kd-1進(jìn)行排序,依次重復(fù),直到對(duì)k1排序后便得到一個(gè)有序序列。(北大青鳥(niǎo)北京校區(qū))

代碼實(shí)現(xiàn):
1. public class RadixSort {  
2. public static void sort(int[] number, int d) {  
3. int k=0;  
4. int n=1;  
5. int m=1;  
6. int[][] temp = new int[number.length][number.length];  
7. int[] order = new int[number.length];  
8. while(m <= d) {  
9. for(int i = 0; i < number.length; i++) {  
10. int lsd = ((number[i] / n) % 10);  
11. temp[lsd][order[lsd]] = number[i];  
12. order[lsd]++;  
13. }  
14. for(int i = 0; i < d; i++) {  
15. if(order[i] != 0)  
16. for(int j = 0; j < order[i]; j++) {  
17. number[k] = temp[i][j];  
18. k++;  
19. }  
20. order[i] = 0;  
21. }  
22. n *= 10;  
23. k = 0;  
24. m++;  
25. }  
26. }  
27. public static void main(String[] args) {  
28. int[] data =  
29. {73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81, 33, 100};  
30. RadixSort.sort(data, 10);  
31. for(int i = 0; i < data.length; i++) {  
32. System.out.print(data[i] + " ");  
33. }  
34. } (北大青鳥(niǎo)北京校區(qū))

北大青鳥(niǎo)北京校區(qū)老師提示:基數(shù)排序一般僅是用于記錄的關(guān)鍵字為整數(shù)類型的情況。

在已介紹的各種內(nèi)部排序方法中,就所需要的計(jì)算時(shí)間來(lái)看,快速排序、歸并排序、堆排序是很好的方法。但是,歸并排序需要大小為n的輔助空間,快速排序需要一個(gè)棧。除了快速排序、堆排序、選擇排序、希爾排序不穩(wěn)定外,其它排序方法都是穩(wěn)定的。

北大青鳥(niǎo)北京校區(qū)老師提示:評(píng)價(jià)一個(gè)排序算法性能好壞的主要標(biāo)準(zhǔn)是它所需的計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)空間。影響計(jì)算時(shí)間的兩個(gè)重要因素是比較關(guān)鍵字的次數(shù)和記錄的移動(dòng)次數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,究竟應(yīng)該選用何種排序方法,取決于具體的應(yīng)用和機(jī)器條件。

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