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浅谈基数排序

浅谈基数排序

前言

注意,本贴的算法是基数排序而不是计数排序。这两者差别不大,但是存在着一定差异。

一句话做法

从低位到高位,每次都把所有要排序的数(含前导 $0$)丢入相应的桶($0$~$9$),再从小到大(对于桶的编号而言从小到大)取出来,一定次数后,原数组有序。

数据模拟

假如要对以下几个数排序。

1
103 7 65 234 932 45

第一轮,看个位

此刻数组为:

1
932 103 234 45 65 7

第二轮,看十位

此刻数组为:

1
7 103 932 234 45 65

第三轮,看百位

此刻数组为:

1
7 45 65 103 234 932

此时尽管数组已经有序,但过程并未完整。因为对于一些数据是不一定如此凑巧提前就能排好序的。

第四轮,看千位

此刻数组为:

1
7 45 65 103 234 932

数组已经有序。

证明

注:以下考虑正整数。“数字”是 $[0,9]$ 之间的,“数”是 $[0,+\infty)$。

在小学一年级的时候,我们就已学过如何比较数之间的大小。

首先看数的位数,位数大的,肯定较大。

其次从高到低比较每位上的数字大小,一直到不等的时候,哪个数字大,那个数就大。

因此,基数排序的原理也是一样的。

首先从最低位开始放,就可以确定当前位的数字的相对大小关系。

然后考虑再高一位的时候(不妨称为“升位”),那些位数不够的数就会全部放入 $0$ 的桶里。

由于我们是按从小到大的顺序将不同的桶的元素放入 $0$ 号桶,所以保证了“桶底”的一定是最小的。

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