基数排序法简介
「基数排序法」(radix sort)属于「分配式排序」(distribution sort),基数排序法又称「桶子法」(bucket sort)或bin sort,顾名思义,它是透过键值的部份资讯,将要排序的元素分配至某些「桶」中,藉以达到排序的作用,基数排序法是属于稳定性的排序,其时间复杂度为O(nlog(r)m),其中r为所采取的基数,而m为堆数,在某些时候,基数排序法的效率高于其它的比较性排序法。
基数排序法算法分析
基数排序的方式可以采用LSD(Leastsgnificant digital)或MSD(Most sgnificant digital),LSD的排序方式由键值的最右边开始,而MSD则相反,由键值的最左边开始。
以LSD为例,假设原来有一串数值如下所示:
73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81
首先根据个位数的数值,在走访数值时将它们分配至编号0到9的桶子中:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
81 | 22 | 73 | 14 | 55 | 28 | 39 | |||
93 | 65 | ||||||||
43 |
接下来将这些桶子中的数值重新串接起来,成为以下的数列:
81, 22, 73, 93, 43, 14, 55, 65, 28, 39
接着再进行一次分配,这次是根据十位数来分配:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
14 | 22 | 39 | 43 | 55 | 65 | 73 | 81 | 93 | |
28 |
接下来将这些桶子中的数值重新串接起来,成为以下的数列:
14, 22, 28, 39, 43, 55, 65, 73, 81, 93
这时候整个数列已经排序完毕;如果排序的对象有三位数以上,则持续进行以上的动作直至最高位数为止。
LSD的基数排序适用于位数小的数列,如果位数多的话,使用MSD的效率会比较好,MSD的方式恰与LSD相反,是由高位数为基底开始进行分配,其他的演 算方式则都相同。
基数排序法代码实现:
//主程序(C/OC)
int data[10] = {73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81};//待排序数组
int temp[10][10] = {0};//二维矩阵
int order[10] = {0};//一维数组
int i, j, k, n, lsd;
k = 0;
n = 1;
printf("\n排序前: ");//排序前
for(i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ", data[i]);
putchar('\n');
while(n <= 10) {//n对应被排列的位数
for(i = 0; i < 10; i++) {//循环,data中的每一个值都处理一遍,完成某个位数的排序
lsd = ((data[i] / n) % 10);//得出某一位置的数字,赋值给lsd
temp[lsd][order[lsd]] = data[i];
order[lsd]++;
}
printf("\n重新排列: ");
for(i = 0; i < 10; i++) {//输出单次排序后的结果
if(order[i] != 0)
for(j = 0; j < order[i]; j++) {
data[k] = temp[i][j];//data中保存一次重新排序后的结果
printf("%d ", data[k]);
k++;
}
order[i] = 0;
}
n *= 10;//对应下一位,也就是更高位进行排序
k = 0;
}
putchar('\n');
printf("\n排序后: ");
for(i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ", data[i]);