前言
基数排序是一种非比较性排序算法,它通过将待排序的数据拆分成多个数字位进行排序。
实现原理
- 首先找出待排序数组中的最大值,并确定排序的位数。
- 从最低位(个位)开始,按照个位数的大小进行桶排序,将元素放入对应的桶中。
- 将各个桶中的元素按照存放顺序依次取出,组成新的数组。
- 接着按照十位数进行桶排序,再次将元素放入对应的桶中。
- 再次将各个桶中的元素按照存放顺序依次取出,组成新的数组。
- 重复上述操作,以百位、千位、万位等位数为基准进行排序,直至所有位数都被排序。
代码实现
public static void RadixSort(int[] array)
{
if (array == null || array.Length < 2)
{
return;
}
//获取数组中的最大值,确定排序的位数
int max = GetMaxValue(array);
//进行基数排序
for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10)
{
CountingSort(array, exp);
}
}
private static void CountingSort(int[] array, int exp)
{
int arrayLength = array.Length;
int[] output = new int[arrayLength];
int[] count = new int[10];
//统计每个桶中的元素个数
for (int i = 0; i < arrayLength; i++)
{
count[(array[i] / exp) % 10]++;
}
//计算每个桶中最后一个元素的位置
for (int i = 1; i < 10; i++)
{
count[i] += count[i - 1];
}
//从原数组中取出元素,放入到输出数组中
for (int i = arrayLength - 1; i >= 0; i--)
{
output[count[(array[i] / exp) % 10] - 1] = array[i];
count[(array[i] / exp) % 10]--;
}
//将输出数组复制回原数组
for (int i = 0; i < arrayLength; i++)
{
array[i] = output[i];
}
}
private static int GetMaxValue(int[] arr)
{
int max = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.Length; i++)
{
if (arr[i] > max)
{
max = arr[i];
}
}
return max;
}
public static void RadixSortRun()
{
int[] array = { 19, 27, 46, 48, 99, 888, 50, 2, 4, 44, 47, 36, 38, 15, 26, 5, 3 };
Console.WriteLine("排序前数组:" + string.Join(", ", array));
RadixSort(array);
Console.WriteLine("排序后数组:" + string.Join(", ", array));
}
运行结果
总结
基数排序是一种稳定的排序算法,它的时间复杂度为O(d*(n+r)),其中d是位数,n是元素个数,r是基数(桶的个数)。相比其他比较性排序算法,基数排序的优势在于减少了元素之间的比较次数,并且可以处理负数。但是,基数排序的缺点是需要额外的空间来存储临时数组。