十大经典排序--桶排序

Posted 2021-07-03 算法和数据结构

桶排序思想：

       桶排序用一句话来说就是 划分多个范围相同的区间，将待排序元素分配到各个区间中，每个子区间进行自排序，最后合并各个自区间数据

       它和计数排序十分类似，可以说是计数排序的一个升级版，不了解计数排序的可以看下这篇 

       在计数排序中我们知道，当待排序的元素最大值和最小值相差很大时，计数排序空间浪费巨大，而桶排序则能解决这个问题

         

桶排序的”桶“是什么概念？

        桶代表的其实是一个区间范围，里面可以承载一个或多个元素，就像一个容器一样。桶排序的第一步就是创建桶，确定区间范围。

算法步骤：

1. 创建桶（设置一个定量的数组当作空桶），确定桶的区间范围；

2. 遍历输入数据，并且把数据一个一个放到对应的桶里去；

3. 对每个不是空的桶进行排序（这里排序方法随意，可以使用桶排序进行套娃）；

4. 从不是空的桶里把排好序的数据拼接起

这里找一张图方便大家理解：

紧接着咱们看代码实现

代码：

 1private static void sort(int[] arr) {
 2    if (arr == null || arr.length < 2) {
 3        return;
 4    }
 5    //确定最大值最小值
 6    int max = Integer.MIN_VALUE;
 7    int min = Integer.MAX_VALUE;
 8    for (int value : arr) {
 9        max = Math.max(value, max);
10        min = Math.min(value, min);
11    }
12    //创建桶的个数  这个设置桶的个数和原数组一样大小
13    int size = arr.length;
14    ArrayList<ArrayList<Integer>> lists = new ArrayList<>(size);
15
16    //确定每只桶的范围 这里加1 防止最大值溢出
17    int avg = (max - min) / size + 1;
18    for (int i = 0; i < size; i++) {
19        lists.add(new ArrayList<>());
20    }
21    int d = max - min;
22    for (int value : arr) {
23        //确定该元素放入哪个桶
24        int index = (value - min) / avg;
25        lists.get(index).add(value);
26    }
27    //对每个桶进行排序  这里采用Java原生API
28    for (ArrayList<Integer> list : lists) {
29        Collections.sort(list);
30    }
31    //倒回原数组
32    int i = 0;
33    for (List<Integer> list : lists) {
34        for (Integer num : list) {
35            arr[i++] = num;
36        }
37    }
38}

由上述分析和代码可知，桶排序的的快慢取决于数据的分布：

• 当输入的数据可以均匀的分配到每一个桶中，排序最快

• 当输入的数据被分配到了同一个桶中，排序最慢

当桶越多时，每个桶内数据就会越少，那么排序就会越快，相应的空间损耗也就会越大，其实就是时间和空间的抉择

以上仅是个人思路解法，觉得还不错欢迎点赞关注分享

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