桶排序的基本定义是什么?桶排序算法要求该怎么理解?
桶排序
举个栗子,我们的任务是将 40 个 100 以内的数字排序。我们可以这么做:
将0~~20以内的数字放入第一个桶内
将21~~40以内的数字放入第二个桶内
依次反复直到将这40个数字放入 5 个桶内
利用某种排序方法(本文用的快速排序)将桶内元素排序
从桶内按照顺序将数字取出依次放入一个原数组
经过以上操作,原数组是不是已经变得有序了呢?
我们可以将桶排序与快速排序对比,快速排序是将集合拆分为两个值域,这里称为两个桶,再分别对两个桶进行排序,最终完成排序。桶排序则是将集合拆分为多个桶,对每个桶进行排序,则完成排序过程。两者不同之处在于,快排是在集合本身上进行排序,属于原地排序方式,且对每个桶的排序方式也是快排。桶排序则是提供了额外的操作空间,在额外空间上对桶进行排序,避免了构成桶过程的元素比较和交换操作,同时可以自主选择恰当的排序算法对桶进行排序。
桶排序算法要求
桶排序算法要求,数据的长度必须完全一样,程序过程要产生长度相同的数据,使用下面的方法:Data=rand()/10000+10000上面提到的,每次下一次的扫描顺序是按照上次扫描的结果来的,所以设计上提供相同的两个桶数据结构。前一个保存每一次扫描的结果供下次调用,另外一个临时拷贝前一次扫描的结果提供给前一个调用。
数据结构设计:链表可以采用很多种方式实现,通常的方法是动态申请内存建立结点,但是针对这个算法,桶里面的链表结果每次扫描后都不同,就有很多链表的分离和重建。如果使用动态分配内存,则由于指针的使用,安全性低。所以,笔者设计时使用了数组来模拟链表(当然牺牲了部分的空间,但是操作却是简单了很多,稳定性也大大提高了)。共十个桶,所以建立一个二维数组,行向量的下标0—9代表了10个桶,每个行形成的一维数组则是桶的空间。
平均情况下桶排序以线性时间运行。像基数排序一样,桶排序也对输入作了某种假设, 因而运行得很快。具 体来说,基数排序假设输入是由一个小范围内的整数构成,而桶排序则 假设输入由一个随机过程产生,该过程将元素一致地分布在区间[0,1)上。 桶排序的思想就是把区间[0,1)划分成n个相同大小的子区间,或称桶,然后将n个输入数分布到各个桶中去。因为输入数均匀分布在[0,1)上,所以一般不会有很多数落在一个桶中的情况。为得到结果,先对各个桶中的数进行排序,然后按次序把各桶中的元素列出来即可。