桶排序是一种排序的思想,其实现包括计数排序和基数排序两种,冒泡排序、选择排序、插入排序、归并排序、快速排序和堆排序都是基于比较的排序,而桶排序提出了一种新的思路,即基于数据状态的排序。
1. 桶排序的思想
(1) 得到无序数组的取值范围
(2) 根据取值范围"创建"对应数量的"桶"
(3) 遍历数组,把每个元素放到对应的"桶"中
(4) 按照顺序遍历桶中的每个元素,依次放到数组中,即可完成数组的排序。
"桶"是一种容器,这个容器可以用多种数据结构实现,包括数组、队列或者栈。
2. 复杂度
- 时间复杂度:遍历数组求最大值最小值为O(n),遍历数组放入"桶"中复杂度为O(n),遍历桶取出每个值的复杂度为O(n),最终的时间复杂度为O(3n),也就是O(n)
- 空间复杂度:额外的空间取决于元素的取值范围,总的来说为O(n)
- 稳定性:桶排序是否稳定取决于"桶"用什么数据结构实现,如果是队列,那么可以保证相同的元素"取出去"后的相对位置与"放进来"之前是相同的,即排序是稳定的,而如果用栈来实现"桶",则排序一定是不稳定的,因为桶排序可以做到稳定,所以桶排序是稳定的排序算法
3. 桶排序的实现之计数排序
(1) 计数排序图示过程
- 找出无序数组的最大值,创建一个长度为最大值+1的空数组
- 遍历原数组,统计每个元素出现的次数
- 遍历"桶",即用于元素个数统计的数组,得到有序的数组
(2) 计数排序Java代码实现
public static void bucketSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
int max = Integer.MIN_VALUE;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
max = Math.max(max, arr[i]);
}
int[] bucket = new int[max + 1];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
bucket[arr[i]]++;
}
int i = 0;
for (int j = 0; j < bucket.length; j++) {
while (bucket[j]-- > 0) {
arr[i++] = j;
}
}
}
4. 桶排序的实现之基数排序(待更新)
(1) 基数排序图示过程
(2) 基数排序Java代码实现