演算法 排序 非基於比較的排序

2021-09-29 20:56:40 字數 2196 閱讀 5558

非基於比較的排序與樣本的資料狀況有很大的關係,由於這個限制使其在工程中並不常用。

非基於比較的排序有桶排序,基數排序,計數排序。這三者都能做到排序的穩定性,時間複雜度為 o(n),空間複雜度為 o(n)。

假設存在一組資料,裡面的資料只有 0 ~ 60 ,使用非基於比較的排序。

思路:此時可以使用計數排序,準備 61 個桶並編號 0 ~ 60 (具體實現可以是乙個長度為 61 的陣列,也可以是其他的資料結構,桶只是乙個抽象的概念),然後將資料遍歷,按照數值放入對應編號的桶中。

按次序遍歷桶,如果 0 號桶存放的數字為5,則列印 5 個 0 ,最終就可以得到乙個排序的數列。

public

static

void

bucketsort

(int

arr)

//int bucket = new int[max + 1];

for(

int i =

0; i < arr.length; i++

)int arr_index =0;

for(

int j =

0; j < bucket.length; j++)}

}

如果此時資料範圍變得較大,如 0 ~ 1,000,000,000 ,則不宜使用計數排序,應該使用基數排序。基數排序只準備 10 個桶,分別編號 0 ~ 9,從個位開始,按照個位數的值進入桶,按照桶編號從小到大倒出數。迴圈,依次比較十位、百位、千位···

給定乙個陣列,求如果排序之後,相鄰兩數的最大差值,要求時間複雜度 o(n),且要求不能用非基於比較的排序。

這個問題是要求不能用非基於比較的排序,那如果用非基於比較的排序如何做?

思路如下:

對於 n 個數,準備 n + 1 個桶,目的是預留乙個空桶,此後有大作用。

遍歷陣列,找到陣列的最大值 max 和最小值 min,如果 max == min,返回 0;否則,按照桶排序的規則劃分成 n + 1 個資料範圍。

此時 n + 1 個桶裝 n 個數,一定會存在乙個空桶,這時候有乙個推論,相鄰兩個數的最大差值一定不來自同乙個桶

桶需要記錄三個引數,桶是否存過數 boolean,桶中數字最大值和最小值。

所以在將乙個個數填入桶時,及時更新桶中數字最大值和最小值。

最後遍歷桶,在遍歷過程中記錄乙個全域性變數最大差值。遇到非空桶則取出此桶的最小值和上乙個非空桶的最大值,此時如果差值比全域性變數大,則更新全域性變數。

問題:為什麼不求空桶兩側?

空桶兩側的資料不一定是最大差值,因為乙個桶的範圍如果是 d,則空桶兩側的數值差最小可為 d + 2,而相鄰的非空桶最大差值可為 2d - 2。不能保證 d + 2 必定大於 2d - 2。預留乙個桶的設計目的是為了推出最大差值是來自不同桶的結論,而不能推出來自空桶兩側的結論。

實現:

public

static

intmaxgroup

(int

arr)

if(max == min)

return0;

//建立桶中三個儲存的資訊

boolean

hasnum =

newboolean

[len +1]

;int

maxnum =

newint

[len +1]

;int

minnum =

newint

[len +1]

;//遍歷更新桶中的資訊

for(

int i =

0; i < len; i++

)//遍歷得到相鄰兩個數的最大差值

int res =0;

int lastmax = maxnum[0]

;//注意此處的 i 從 1 開始,遍歷的是桶,桶長度是 len + 1

for(

int i =

1; i <= len; i++)}

return res;

}public

static

intbucket

(int number,

int min,

int max,

int length)

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