6817: 学习系列——排序—— 基数排序(Radix sort)
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【概述】
基数排序(Radix sort)属于“分配式排序”(distribution sort),它是透过键值的部份资讯,将要排序的元素分配至某些“桶”中,藉以达到排序的作用。
基数排序方法有两类:按照位数比较顺序的不同,将其分为 LSD(Least significant digital) 和 MSD(Most significant digital)两类。
最高位优先(Most Significant Digit First)法,简称MSD法:先按 k1 排序分组,同一组中记录,关键码 k1 相等,再对各组按 k2 排序分成子组,之后,对后面的关键码继续这样的排序分组,直到按最次位关键码 kd 对各子组排序后。再将各组连接起来,便得到一个有序序列。
最低位优先(Last Significant Digit First)法,简称 LSD 法:先从 kd 开始排序,再对 kd-1 进行排序,依次重复,直到对 k1 排序后便得到一个有序序列。
下图我们针对 LSD 法进行讲解。
【算法思路】
基数排序的思想就是先排好个位,然后排好个位的基础上排十位,以此类推,直到遍历最高位次,排序结束。基数排序不是比较排序,而是通过分配和收集的过程来实现排序。初始化 10 个固定的桶,桶下标为 0-9。
1、将所有待比较数据统一为相同位数长度;
2、按照个位数进行排序;
3、按照十位数进行排序;
4、以此类推,已知到最高位进行排序。这样就得到一个有序序列。
【图解算法】
假设有一个数列 {53, 542, 3, 63, 14, 214, 154, 748, 616} 进行排序的过程如下图所示。
【动画展示】
【时间复杂度】
$O(kn)$,其中 $k$ 是常数,$n$ 为元素个数。
【空间复杂度】
$O(n+k)$。
【稳定性】
稳定。
基数排序(Radix sort)属于“分配式排序”(distribution sort),它是透过键值的部份资讯,将要排序的元素分配至某些“桶”中,藉以达到排序的作用。
基数排序方法有两类:按照位数比较顺序的不同,将其分为 LSD(Least significant digital) 和 MSD(Most significant digital)两类。
最高位优先(Most Significant Digit First)法,简称MSD法:先按 k1 排序分组,同一组中记录,关键码 k1 相等,再对各组按 k2 排序分成子组,之后,对后面的关键码继续这样的排序分组,直到按最次位关键码 kd 对各子组排序后。再将各组连接起来,便得到一个有序序列。
最低位优先(Last Significant Digit First)法,简称 LSD 法:先从 kd 开始排序,再对 kd-1 进行排序,依次重复,直到对 k1 排序后便得到一个有序序列。
下图我们针对 LSD 法进行讲解。
【算法思路】
基数排序的思想就是先排好个位,然后排好个位的基础上排十位,以此类推,直到遍历最高位次,排序结束。基数排序不是比较排序,而是通过分配和收集的过程来实现排序。初始化 10 个固定的桶,桶下标为 0-9。
1、将所有待比较数据统一为相同位数长度;
2、按照个位数进行排序;
3、按照十位数进行排序;
4、以此类推,已知到最高位进行排序。这样就得到一个有序序列。
【图解算法】
假设有一个数列 {53, 542, 3, 63, 14, 214, 154, 748, 616} 进行排序的过程如下图所示。
【动画展示】
【时间复杂度】
$O(kn)$,其中 $k$ 是常数,$n$ 为元素个数。
【空间复杂度】
$O(n+k)$。
【稳定性】
稳定。