桶排序之基数排序

package com.harrison.class05;
import java.util.Arrays;
// 基数排序也是桶排序的一种，也是跟样本数据强相关的
// 且基数排序要求样本数据是非负的十进制数
// 如果有小数或者负数，那么代码将要大量重写！
// 这就是不基于比较的排序的弊端
// 一般来说，我们认为基数排序时间复杂度为O(N)
// 但事实上，如果数据量很大很大，它的时间复杂度是O(N*log10(Max))（底数是10）
public class Code03_RadixSort {
  public static void radixSort(int[] arr) {
    if (arr == null || arr.length < 2) {
      return;
    }
    radixSort(arr, 0, arr.length - 1, maxBits(arr));
  }
  // 求出数组中最大值的位数
  // 比如数组中最大值是100 那么返回3
  public static int maxBits(int[] arr) {
    int max = Integer.MIN_VALUE;
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      max = Math.max(max, arr[i]);
    }
    int res = 0;
    while (max != 0) {
      res++;
      max /= 10;
    }
    return res;
  }
  // 此方法配合截图理解！！！
  public static void radixSort(int[] arr, int L, int R, int digit) {
    final int radix = 10;
    int i = 0, j = 0;
    // 原数组有多少个数，准备多少个空间
    int[] help = new int[R - L + 1];
    for (int d = 1; d <= digit; d++) {
      int[] count = new int[radix];
      for (i = L; i <= R; i++) {
        j = getDigits(arr[i], d);
        count[j]++;
      }
      for (i = 1; i < radix; i++) {
        count[i] = count[i] + count[i - 1];
      }
      for (i = R; i >= L; i--) {
        j = getDigits(arr[i], d);
        help[count[j] - 1] = arr[i];
        count[j]--;
      }
      for (i = 0, j = 0; i <= R; i++, j++) {
        arr[i] = help[i];
      }
    }
  }
  public static int getDigits(int x, int d) {
    return ((x / (int) (Math.pow(10, d - 1)))) % 10;
  }
  public static void comparator(int[] arr) {
    Arrays.sort(arr);
  }
  public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
    int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random());
    }
    return arr;
  }
  public static int[] copyArray(int[] arr) {
    if (arr == null) {
      return null;
    }
    int[] res = new int[arr.length];
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      res[i] = arr[i];
    }
    return res;
  }
  public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
    if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
      return false;
    }
    if (arr1 == null && arr2 == null) {
      return true;
    }
    if (arr1.length != arr2.length) {
      return false;
    }
    for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
      if (arr1[i] != arr2[i]) {
        return false;
      }
    }
    return true;
  }
  public static void printArray(int[] arr) {
    if (arr == null) {
      return;
    }
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      System.out.print(arr[i] + " ");
    }
    System.out.println();
  }
  public static void main(String[] args) {
    int testTime = 500000;
    int maxSize = 100;
    int maxValue = 100000;
    boolean succeed = true;
    for (int i = 0; i < testTime; i++) {
      int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
      int[] arr2 = copyArray(arr1);
      radixSort(arr1);
      comparator(arr2);
      if (!isEqual(arr1, arr2)) {
        succeed = false;
        printArray(arr1);
        printArray(arr2);
        break;
      }
    }
    System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");
    int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
    printArray(arr);
    radixSort(arr);
    printArray(arr);
  }
}