排序 - 073_排序_基数排序算法代码实现 - 《数据结构与算法》

基数排序代码实现
基数排序的说明:

基数排序代码实现

要求：将数组 {53, 3, 542, 748, 14, 214 } 使用基数排序, 进行升序排序
思路分析：前面的图文已经讲明确
代码实现：看老师演示

基数排序的说明:
基数排序是对传统桶排序的扩展，速度很快.
基数排序是经典的空间换时间的方式，占用内存很大, 当对海量数据排序时，容易造成 OutOfMemoryError 。
基数排序时稳定的。[注:假定在待排序的记录序列中，存在多个具有相同的关键字的记录，若经过排序，这些记录的相对次序保持不变，即在原序列中，r[i]=r[j]，且r[i]在r[j]之前，而在排序后的序列中，r[i]仍在r[j]之前，则称这种排序算法是稳定的；否则称为不稳定的]
有负数的数组，我们不用基数排序来进行排序, 如果要支持负数，参考: https://code.i-harness.com/zh-CN/q/e98fa9 ``` package com.atguigu.sort;

/**

ClassName:
Description:
Date: 2021-02-23 10:49
@project data_algorithm
@package com.atguigu.sort */

import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Arrays; import java.util.Date;

public class RadixSort {

public static void main(String[] args) {
    int arr[] = { 53, 3, 542, 748, 14, 214};
    // 80000000 * 11 * 4 / 1024 / 1024 / 1024 =3.3G

// int[] arr = new int[8000000]; // for (int i = 0; i < 8000000; i++) { // arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数 // } System.out.println(“排序前”); Date data1 = new Date(); SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SS”); String date1Str = simpleDateFormat.format(data1); System.out.println(“排序前的时间是=” + date1Str);

    radixSort(arr);
    Date data2 = new Date();
    String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
    System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
    System.out.println("基数排序后 " + Arrays.toString(arr));
}
//基数排序方法
public static void radixSort(int[] arr) {
    //根据前面的推导过程，我们可以得到最终的基数排序代码
    //1. 得到数组中最大的数的位数
    int max = arr[0]; //假设第一数就是最大数
    for(int i = 1; i < arr.length; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }
    //得到最大数是几位数
    int maxLength = (max + "").length();
    //定义一个二维数组，表示10个桶, 每个桶就是一个一维数组
    //说明
    //1. 二维数组包含10个一维数组
    //2. 为了防止在放入数的时候，数据溢出，则每个一维数组(桶)，大小定为arr.length
    //3. 名明确，基数排序是使用空间换时间的经典算法
    int[][] bucket = new int[10][arr.length];
    //为了记录每个桶中，实际存放了多少个数据,我们定义一个一维数组来记录各个桶的每次放入的数据个数
    //可以这里理解
    //比如：bucketElementCounts[0] , 记录的就是  bucket[0] 桶的放入数据个数
    int[] bucketElementCounts = new int[10];
    //这里我们使用循环将代码处理
    for(int i = 0 , n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
        //(针对每个元素的对应位进行排序处理)， 第一次是个位，第二次是十位，第三次是百位..
        for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
            //取出每个元素的对应位的值
            int digitOfElement = arr[j] / n % 10;
            //放入到对应的桶中
            bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
            bucketElementCounts[digitOfElement]++;
        }
        //按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
        int index = 0;
        //遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
        for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
            //如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
            if(bucketElementCounts[k] != 0) {
                //循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
                for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                    //取出元素放入到arr
                    arr[index++] = bucket[k][l];
                }
            }
            //第i+1轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
            bucketElementCounts[k] = 0;
        }
        //System.out.println("第"+(i+1)+"轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr));
    }
    /*
    //第1轮(针对每个元素的个位进行排序处理)
    for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
        //取出每个元素的个位的值
        int digitOfElement = arr[j] / 1 % 10;
        //放入到对应的桶中
        bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
        bucketElementCounts[digitOfElement]++;
    }
    //按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
    int index = 0;
    //遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
    for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
        //如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
        if(bucketElementCounts[k] != 0) {
            //循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
            for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                //取出元素放入到arr
                arr[index++] = bucket[k][l];
            }
        }
        //第l轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
        bucketElementCounts[k] = 0;
    }
    System.out.println("第1轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr));
    //==========================================
    //第2轮(针对每个元素的十位进行排序处理)
    for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
        // 取出每个元素的十位的值
        int digitOfElement = arr[j] / 10  % 10; //748 / 10 => 74 % 10 => 4
        // 放入到对应的桶中
        bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
        bucketElementCounts[digitOfElement]++;
    }
    // 按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
    index = 0;
    // 遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
    for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
        // 如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
        if (bucketElementCounts[k] != 0) {
            // 循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
            for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                // 取出元素放入到arr
                arr[index++] = bucket[k][l];
            }
        }
        //第2轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
        bucketElementCounts[k] = 0;
    }
    System.out.println("第2轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr));
    //第3轮(针对每个元素的百位进行排序处理)
    for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
        // 取出每个元素的百位的值
        int digitOfElement = arr[j] / 100 % 10; // 748 / 100 => 7 % 10 = 7
        // 放入到对应的桶中
        bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
        bucketElementCounts[digitOfElement]++;
    }
    // 按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
    index = 0;
    // 遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
    for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
        // 如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
        if (bucketElementCounts[k] != 0) {
            // 循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
            for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
                // 取出元素放入到arr
                arr[index++] = bucket[k][l];
            }
        }
        //第3轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
        bucketElementCounts[k] = 0;
    }
    System.out.println("第3轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr)); */
}

}

```

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基数排序代码实现

基数排序的说明: