當前位置:
首頁 > 教育 > 「演算法」什麼是桶排序

「演算法」什麼是桶排序

點擊上方"java全棧技術"關注,每天學習一個java知識點

原創: 小灰


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


————— 第二天 —————



「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


————————————



「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


讓我們先來回顧一下計數排序:

計數排序需要根據原始數列的取值範圍,創建一個統計數組,用來統計原始數列中每一個可能的整數值所出現的次數。

原始數列中的整數值,和統計數組的下標是一一對應的,以數列的最小值作為偏移量。比如原始數列的最小值是90, 那麼整數95對應的統計數組下標就是 95-90 = 5。


「演算法」什麼是桶排序


那麼,桶排序當中所謂的「桶」,又是什麼概念呢?

每一個桶(bucket)代表一個區間範圍,裡面可以承載一個或多個元素。桶排序的第一步,就是創建這些桶,確定每一個桶的區間範圍:


「演算法」什麼是桶排序


具體建立多少個桶,如何確定桶的區間範圍,有很多不同的方式。我們這裡創建的桶數量等於原始數列的元素數量,除了最後一個桶只包含數列最大值,前面各個桶的區間按照比例確定。

區間跨度 = (最大值-最小值)/ (桶的數量 - 1)

第二步,遍歷原始數列,把元素對號入座放入各個桶中:


「演算法」什麼是桶排序


第三步,每個桶內部的元素分別排序(顯然,只有第一個桶需要排序):


「演算法」什麼是桶排序



第四步,遍歷所有的桶,輸出所有元素:

0.5,0.84,2.18,3.25,4.5

到此為止,排序結束。


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序

「演算法」什麼是桶排序

代碼中,所有的桶保存在ArrayList集合當中,每一個桶被定義成一個鏈表(LinkedList<Double>),這樣便於在尾部插入元素。

定位元素屬於第幾個桶,是按照比例來定位:

(array[i] - min) * (bucketNum-1) / d

同時,代碼使用了JDK的集合工具類Collections.sort來為桶內部的元素進行排序。Collections.sort底層採用的是歸併排序或Timsort,小夥伴們可以簡單地把它們當做是一種時間複雜度 O(nlogn)的排序。


「演算法」什麼是桶排序




「演算法」什麼是桶排序



假設原始數列有n個元素,分成m個桶(我們採用的分桶方式 m=n),平均每個桶的元素個數為n/m。

下面我們來逐步分析演算法複雜度:

第一步求數列最大最小值,運算量為n。

第二步創建空桶,運算量為m。

第三步遍歷原始數列,運算量為n。

第四步在每個桶內部做排序,由於使用了O(nlogn)的排序演算法,所以運算量為 n/m * log(n/m ) * m。

第五步輸出排序數列,運算量為n。

加起來,總的運算量為 3n+m+ n/m * log(n/m ) * m = 3n+m+n(logn-logm) 。

去掉係數,時間複雜度為:

O(n+m+n(logn-logm))

至於空間複雜度就很明顯了:

空桶佔用的空間 + 數列在桶中佔用的空間 = O(m+n)


「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序




「演算法」什麼是桶排序




「演算法」什麼是桶排序




「演算法」什麼是桶排序


「演算法」什麼是桶排序


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!

TAG: |