c 排序陣列下標 看動畫學演算法之 排序 基數排序

2021-10-13 16:51:16 字數 1978 閱讀 5794

之前的文章我們講了count排序,但是count排序有個限制,因為count陣列是有限的,如果陣列中的元素範圍過大,使用count排序是不現實的,其時間複雜度會膨脹。

而解決大範圍的元素排序的辦法就是基數排序。

什麼是基數排序呢?

考慮一下,雖然我們不能直接將所有範圍內的數字都使用count陣列進行排序,但是我們可以考慮按數字的位數來進行n輪count排序,每一輪都只對數字的某一位進行排序。

最終仍然可以得到結果,並且還可以擺脫count陣列大小的限制,這就是基數排序。

假如我們現在陣列的元素是:1221, 15, 20, 3681, 277, 5420, 71, 1522, 4793。

先看動畫,看下最直觀的基數排序的過程:

在上面的例子中,我們先對個位進行count排序,然後對十位進行count排序,然後是百位和千位。

最後生成最終的排序結果。

因為基數排序實際上是分別按位數的count排序。所以我們可以重用之前寫的count排序的**,只是需要進行一些改造。

docountingsort方法除了傳入陣列外,還需要傳入排序的位數digit,我們用1,10,100,1000來表示。

看一下改造過後的docountingsort方法:

public void doradixsort(int array, int digit)",count);

// 將原始陣列中資料出現次數存入count陣列

for (int i=0; i=0; i--)

log.info("構建output之後的output值:{}",output);

//將排序後的陣列寫回原陣列

for (int i = 0; i跟count排序變化不大,區別就是這裡我們需要使用count[(array[i]/digit)%10],來對每一位進行排序。

另外,為了計算出位數digit的值,我們還需要拿到陣列中最大元素的值:

public int getmax(int array)

return mx;

}

看下怎麼呼叫:

public static void main(string args) ;

radixsort radixsort=new radixsort();

log.info("radixsort之前的陣列為:{}",array);

//拿到陣列的最大值,用於計算digit

int max = radixsort.getmax(array);

//根據位數,遍歷進行count排序

for (int digit = 1; max/digit > 0; digit *= 10)

}

看下輸出結果:

很好,結果都排序了。

從計算過程我們可以看出,基數排序的時間複雜度是o(d*(n+b)) ,其中b是數字的進製數,比如上面我們使用的是10進製,那麼b=10。

d是需要迴圈的輪數,也就是陣列中最大數的位數。假如陣列中最大的數字用k表示,那麼d=logb(k)。

綜上,基數排序的時間複雜度是o((n+b) * logb(k))。

當k <= nc,其中c是常量時,上面的時間複雜度可以近似等於o(nlogb(n))。

考慮下當b=n的情況下,基數排序的時間複雜度可以近似等於線性時間複雜度o(n)。

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