基数排序
基数排序
基数排序()是一种非比较型整数排序算法,其原理是将整数按位数切割成不同的数字,然后按每个位数分别比较。由于整数也可以表达字符串(比如名字或日期)和特定格式的浮点数,所以基数排序也不是只能使用于整数。
它是这样实现的:将所有待比较数值(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。然后,从最低位开始,依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。
基数排序的方式可以采用LSD(Least significant digital)或MSD(Most significant digital),LSD的排序方式由键值的最右边开始,而MSD则相反,由键值的最左边开始。
历史.
基数排序的发明可以追溯到1887年赫尔曼·何乐礼在上的贡献。基数排序演算法早在1923年被广泛运用在打孔卡的排序。
效率.
基数排序的时间复杂度是formula_1,其中formula_2是排序元素个数,formula_3是数字位数。注意这不是说这个时间复杂度一定优于formula_4,formula_3的大小取决于数字位的选择(比如比特位数),和待排序数据所属数据类型的全集的大小;formula_3决定了进行多少轮处理,而formula_2是每轮处理的操作数目。
以排序formula_2个不同整数来举例,假定这些整数以formula_9为底,这样每位数都有formula_9个不同的数字,formula_11,formula_12是待排序数据类型全集的势。虽然有formula_9个不同的数字,需要formula_9个不同的桶,但在每一轮处理中,判断每个待排序数据项只需要一次计算确定对应数位的值,因此在每一轮处理的时候都需要平均formula_2次操作来把整数放到合适的桶中去,所以就有:
formula_16
所以,基数排序的平均时间formula_17就是:
formula_18
其中前一项是一个与输入数据无关的常数,当然该项不一定小于formula_19。
如果考虑和比较排序进行对照,基数排序的形式复杂度虽然不一定更小,但由于不进行比较,因此其基本操作的代价较小,而且在适当选择的formula_9之下,formula_3一般不大于formula_19,所以基数排序一般要快过基于比较的排序,比如快速排序。
外部连结.
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