桶排序之基数排序

Posted 2021-12-28 爱敲代码的Harrison

基数排序也是桶排序的一种，也是跟样本数据强相关的，且基数排序要求样本数据是非负的十进制数，如果有小数或者负数，那么代码将要大量重写！这就是不基于比较的排序的弊端。一般来说，我们认为基数排序时间复杂度为O(N)。但事实上，如果数据量很大很大，它的时间复杂度是O(N*log10(Max))（底数是10）。

基数排序算法流程不是很难，但是以下代码实现方式比较骚，所以先放上一张截图，方便查看。

我们知道基数排序的实现流程是需要准备10个队列的，但是经典的实现流程却是利用了一个count数组来模拟了出队列的操作，所以节省了空间。

package com.harrison.class05;

import java.util.Arrays;

// 基数排序也是桶排序的一种，也是跟样本数据强相关的
// 且基数排序要求样本数据是非负的十进制数
// 如果有小数或者负数，那么代码将要大量重写！
// 这就是不基于比较的排序的弊端
// 一般来说，我们认为基数排序时间复杂度为O(N)
// 但事实上，如果数据量很大很大，它的时间复杂度是O(N*log10(Max))（底数是10）
public class Code03_RadixSort 
	public static void radixSort(int[] arr) 
		if (arr == null || arr.length < 2) 
			return;
		
		radixSort(arr, 0, arr.length - 1, maxBits(arr));
	

	// 求出数组中最大值的位数
	// 比如数组中最大值是100 那么返回3
	public static int maxBits(int[] arr) 
		int max = Integer.MIN_VALUE;
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
			max = Math.max(max, arr[i]);
		
		int res = 0;
		while (max != 0) 
			res++;
			max /= 10;
		
		return res;
	

	// 此方法配合截图理解！！！
	public static void radixSort(int[] arr, int L, int R, int digit) 
		final int radix = 10;
		int i = 0, j = 0;
		// 原数组有多少个数，准备多少个空间
		int[] help = new int[R - L + 1];
		for (int d = 1; d <= digit; d++) 
			int[] count = new int[radix];
			for (i = L; i <= R; i++) 
				j = getDigits(arr[i], d);
				count[j]++;
			
			for (i = 1; i < radix; i++) 
				count[i] = count[i] + count[i - 1];
			
			for (i = R; i >= L; i--) 
				j = getDigits(arr[i], d);
				help[count[j] - 1] = arr[i];
				count[j]--;
			
			for (i = 0, j = 0; i <= R; i++, j++) 
				arr[i] = help[i];
			
		
	

	public static int getDigits(int x, int d) 
		return ((x / (int) (Math.pow(10, d - 1)))) % 10;
	

	public static void comparator(int[] arr) 
		Arrays.sort(arr);
	

	public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) 
		int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
			arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random());
		
		return arr;
	

	public static int[] copyArray(int[] arr) 
		if (arr == null) 
			return null;
		
		int[] res = new int[arr.length];
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
			res[i] = arr[i];
		
		return res;
	

	public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) 
		if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) 
			return false;
		
		if (arr1 == null && arr2 == null) 
			return true;
		
		if (arr1.length != arr2.length) 
			return false;
		
		for (int i = 0; i < arr1.length; i++) 
			if (arr1[i] != arr2[i]) 
				return false;
			
		
		return true;
	

	public static void printArray(int[] arr) 
		if (arr == null) 
			return;
		
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) 
			System.out.print(arr[i] + " ");
		
		System.out.println();
	

	public static void main(String[] args) 
		int testTime = 500000;
		int maxSize = 100;
		int maxValue = 100000;
		boolean succeed = true;
		for (int i = 0; i < testTime; i++) 
			int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
			int[] arr2 = copyArray(arr1);
			radixSort(arr1);
			comparator(arr2);
			if (!isEqual(arr1, arr2)) 
				succeed = false;
				printArray(arr1);
				printArray(arr2);
				break;
			
		
		System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");

		int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
		printArray(arr);
		radixSort(arr);
		printArray(arr);