| 导读 | 桶排序是计数排序的升级版。它利用了函数的映射关系,高效与否的关键就在于这个映射函数的确定。 |
为了使桶排序更加高效,我们需要做到这两点:
- 在额外空间充足的情况下,尽量增大桶的数量
- 使用的映射函数能够将输入的 N 个数据均匀的分配到 K 个桶中
同时,对于桶中元素的排序,选择何种比较排序算法对于性能的影响至关重要。
1. 什么时候最快
当输入的数据可以均匀的分配到每一个桶中。
2. 什么时候最慢
当输入的数据被分配到了同一个桶中。
3. 示意图
元素分布在桶中:

然后,元素在每个桶中排序:

代码实现
JavaScript
实例
function bucketSort(arr, bucketSize) {
if (arr.length === 0) {
return arr;
}
var i;
var minValue = arr[0];
var maxValue = arr[0];
for (i = 1; i < arr.length;="" i++)="" {="" if="" (arr[i]="">< minvalue)="" {="" minvalue="arr[i];" 输入数据的最小值="" }="" else="" if="" (arr[i]=""> maxValue) {
maxValue = arr[i]; // 输入数据的最大值
}
}
//桶的初始化
var DEFAULT_BUCKET_SIZE = 5; // 设置桶的默认数量为5
bucketSize = bucketSize || DEFAULT_BUCKET_SIZE;
var bucketCount = Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1;
var buckets = new Array(bucketCount);
for (i = 0; i < buckets.length;="" i++)="" {="" buckets[i]="[];" }="" 利用映射函数将数据分配到各个桶中="" for="" (i="0;" i="">< arr.length;="" i++)="" {="" buckets[math.floor((arr[i]="" -="" minvalue)="" bucketsize)].push(arr[i]);="" }="" arr.length="0;" for="" (i="0;" i="">< buckets.length;="" i++)="" {="" insertionsort(buckets[i]);="" 对每个桶进行排序,这里使用了插入排序="" for="" (var="" j="0;" j="">< buckets[i].length;="" j++)="" {="" arr.push(buckets[i][j]);="" }="" }="" return="" arr;="">
Java
实例
public class BucketSort implements IArraySort {
private static final InsertSort insertSort = new InsertSort();
@Override
public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
// 对 arr 进行拷贝,不改变参数内容
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
return bucketSort(arr, 5);
}
private int[] bucketSort(int[] arr, int bucketSize) throws Exception {
if (arr.length == 0) {
return arr;
}
int minValue = arr[0];
int maxValue = arr[0];
for (int value : arr) {
if (value < minvalue)="" {="" minvalue="value;" }="" else="" if="" (value=""> maxValue) {
maxValue = value;
}
}
int bucketCount = (int) Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1;
int[][] buckets = new int[bucketCount][0];
// 利用映射函数将数据分配到各个桶中
for (int i = 0; i < arr.length;="" i++)="" {="" int="" index="(int)" math.floor((arr[i]="" -="" minvalue)="" bucketsize);="" buckets[index]="arrAppend(buckets[index]," arr[i]);="" }="" int="" arrindex="0;" for="" (int[]="" bucket="" :="" buckets)="" {="" if="" (bucket.length=""><= 0)="" {="" continue;="" }="" 对每个桶进行排序,这里使用了插入排序="" bucket="insertSort.sort(bucket);" for="" (int="" value="" :="" bucket)="" {="" arr[arrindex++]="value;" }="" }="" return="" arr;="" }="" *="" *="" 自动扩容,并保存数据="" *="" *="" @param="" arr="" *="" @param="" value="" */="" private="" int[]="" arrappend(int[]="" arr,="" int="" value)="" {="" arr="Arrays.copyOf(arr," arr.length="" +="" 1);="" arr[arr.length="" -="" 1]="value;" return="" arr;="" }="">=>
PHP
实例
function bucketSort($arr, $bucketSize = 5)
{
if (count($arr) === 0) {
return $arr;
}
$minValue = $arr[0];
$maxValue = $arr[0];
for ($i = 1; $i < count($arr);="" $i++)="" {="" if="" ($arr[$i]="">< $minvalue)="" {="" $minvalue="$arr[$i];" }="" else="" if="" ($arr[$i]=""> $maxValue) {
$maxValue = $arr[$i];
}
}
$bucketCount = floor(($maxValue - $minValue) / $bucketSize) + 1;
$buckets = array();
for ($i = 0; $i < count($buckets);="" $i++)="" {="" $buckets[$i]="[];" }="" for="" ($i="0;" $i="">< count($arr);="" $i++)="" {="" $buckets[floor(($arr[$i]="" -="" $minvalue)="" $bucketsize)][]="$arr[$i];" }="" $arr="array();" for="" ($i="0;" $i="">< count($buckets);="" $i++)="" {="" $buckettmp="$buckets[$i];" sort($buckettmp);="" for="" ($j="0;" $j="">< count($buckettmp);="" $j++)="" {="" $arr[]="$bucketTmp[$j];" }="" }="" return="" $arr;="">
C++
实例
#include#include #include using namespace std; const int BUCKET_NUM = 10; struct ListNode{ explicit ListNode(int i=0):mData(i),mNext(NULL){} ListNode* mNext; int mData; }; ListNode* insert(ListNode* head,int val){ ListNode dummyNode; ListNode *newNode = new ListNode(val); ListNode *pre,*curr; dummyNode.mNext = head; pre = &dummyNode; curr = head; while(NULL!=curr && curr->mData<=val){ pre="curr;" curr="curr-">mNext; } newNode->mNext = curr; pre->mNext = newNode; return dummyNode.mNext; } ListNode* Merge(ListNode *head1,ListNode *head2){ ListNode dummyNode; ListNode *dummy = &dummyNode; while(NULL!=head1 && NULL!=head2){ if(head1->mData <= head2-="">mData){ dummy->mNext = head1; head1 = head1->mNext; }else{ dummy->mNext = head2; head2 = head2->mNext; } dummy = dummy->mNext; } if(NULL!=head1) dummy->mNext = head1; if(NULL!=head2) dummy->mNext = head2; return dummyNode.mNext; } void BucketSort(int n,int arr[]){ vector buckets(BUCKET_NUM,(ListNode*)(0)); for(int i=0;i =>=val){>mData; head = head->mNext; } }
苏晴儿说我特别能干