基数排序（经典以空间换取时间案例）
一：基数排序介绍：
- 基数排序(radix sort)属于“分配式排序”(distribution sort)，又称为“桶子法”（bucket sort）或 bin sort,顾名思义，它是通过键值的各个为的值，将要进行排序的元素分配到某些“桶”中，以达到排序的目的。
- 基数排序属于稳定性的排序，基数排序的是效率高的稳定性排序法
- 基数排序是桶排序的扩展
- 基数排序是1887年赫尔曼·何乐礼发明的，它是这样实现的：将整数按照位数切割成不同的数字，然后按照每个位数分别比较。
二：基数排序基本思想：
- 将所有等待比较的数值统一为同样的位数长度，位数较短的数前面补零。然后，从最低为开始，依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成之后，数列就变成了一个有序序列。
图文展示：假设有数组[53,3,542,748,14,214]
三：代码
实现思路：
1、首先确定会有几轮入桶和出桶的趟数，趟数是看待排序的数据最大有几位，例如最大数十个三位数，那么总共就会有三轮。
2、一共是个桶，每个桶的大小应该是数组是的长度，最极端的假设是数组中的所有数据都是一样的，那么在进行桶排序的时候，就只会进入一个桶，从而造成有很多空间浪费掉，但现实情况并不会发生，所以基数排序是空间换取时间的经典算法。另外还要有一个数组，数组长度是桶的数量，即数组下标用来表示哪个桶，下标对应的数据表示该桶中有几个数据。
3、接下来就是将数据按照个位，十位，百位。。。的数据的大小分别放入对应的桶中。在放完之后，再从桶中取出数据。注意一点是：每次取出数据之后，都要将记录桶中有多少数据的那个数组中对应的数据置为0。
package 排序算法;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
/*
基数排序
*/
public class RadixSort {
public static void main(String[] args) {
// int[] array = {53,3,542,748,14,214};
int[] array = new int[80000];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
array[i] = (int)(Math.random()*80000);
}
Date date = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String format = simpleDateFormat.format(date);
System.out.println(format);
radixSort(array);
Date date1 = new Date();
String format1 = simpleDateFormat.format(date1);
System.out.println(format1);
}
//算法
public static void radixSort(int[] array){
//先获得进行操作的次数，次数跟数据的位数相关，其中的数据是三位数，那么总操作次数就是3次
int max = array[0];
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
if (array[i]>max){
max = array[i];
}
}
//获取次数
int maxLength = (max+"").length();
//总共十个桶，每个桶的大小应该是数组长度的大小
int[][] bucket = new int[10][array.length];
//在定义一个桶，下标表示是第几个桶，对应数据就是桶中存放多少数据
int[] bucketElementCounts = new int[10];
for (int i = 0 , n = 1; i < maxLength; i++ , n*=10) {
//将数据全部存放到桶中。
for (int j = 0; j < array.length; j++) {
//获取数据
int digitOfElement = array[j] / n % 10;
//将数据存放到数组中
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = array[j];
bucketElementCounts[digitOfElement] ++;
}
//将数据从桶中取出
int index = 0;
for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
if (bucketElementCounts[k]!=0){
for (int d = 0;d < bucketElementCounts[k];d++){
array[index] = bucket[k][d];
index ++;
}
bucketElementCounts[k] = 0;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
四：对基数排序的说明
- 基数排序是对传统桶排序的扩展，速度很快。
- 基数排序是经典的以空间换取时间的方式。占用内存会很大，当面对海量数据进行排序的时候，容易造成OutOfMemeryError。
- 基数排序是稳定的，所谓稳定的就是在待排序的记录中，存在多个具有相同关键字的记录，若经过排序，这些记录的相对次序是不变的。即在原序列中r[i] = r[j],且r[i]在r[j]之前，而在排序之后，r[i]仍在r[j]之前，这种排序算法就是稳定的。
- 基数排序并不能用来进行有负数的排序。当然也可以支持有负数的排序。
