带你读《图解算法小抄》十四、排序(19)

简介: 带你读《图解算法小抄》十四、排序(19)

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1效率

基数排序与其他排序算法相比的效率问题有些棘手,并且容易引起很多误解。基数排序是否与最佳的基于比较的排序算法同样高效、低效还是更高效,取决于所做的具体假设。对于具有单词大小 w 的整数键的 n 个键,基数排序的复杂度为 O(wn)。有时将 w 视为常数,这将使基数排序(对于足够大的 n)优于最佳的基于比较的排序算法,因为所有这些排序算法对 n 个键进行排序时执行的比较次数为 O(n log n)

 

然而,一般来说,w 不能被视为常数:如果所有的 n 个键都是不同的,那么为了能够在内存中存储它们,w 必须至少为 log n,这最多可以给出时间复杂度为 O(n log n)。这似乎使基数排序最多与最佳的基于比较的排序算法同样高效(如果键比 log n 长很多,则效率会更低)。

 

image.png基数排序

 

 

2原理:

基数排序是一种多次分配和收集的排序算法。它按照位数进行排序,从最低有效位(个位)到最高有效位(最高位)。具体排序流程如下:

 

  • 步骤1:将待排序的整数序列按照个位数进行排序,形成个位数上的桶;
  • 步骤2:按照十位数将桶中的元素收集起来,形成十位数上的桶;
  • 步骤3:重复上述步骤,直到最高有效位。

重复这个过程后,整个序列将按照位数从低到高逐渐有序。

 

function radixSort(arr) {
  const max = Math.max(...arr); // 获取数组中的最大值
  const maxDigitCount = digitCount(max); // 获取最大值的位数
  for (let i = 0; i < maxDigitCount; i++) {
    const digitBuckets = Array.from({ length: 10 }, () => []);
    for (let j = 0; j < arr.length; j++) {
      const digit = getDigit(arr[j], i + 1);
      digitBuckets[digit].push(arr[j]);
    }
    arr = [].concat(...digitBuckets);
  }
  return arr;
}
// 获取数字的位数function digitCount(num) {
  if (num === 0) return 1;
  return Math.floor(Math.log10(Math.abs(num))) + 1;
}
// 获取数字指定位数上的值function getDigit(num, place) {
  return Math.floor(Math.abs(num) / Math.pow(10, place - 1)) % 10;
}


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