C#基数排序算法

前言

基数排序是一种非比较性排序算法,它通过将待排序的数据拆分成多个数字位进行排序。

实现原理

  1. 首先找出待排序数组中的最大值,并确定排序的位数。
  2. 从最低位(个位)开始,按照个位数的大小进行桶排序,将元素放入对应的桶中。
  3. 将各个桶中的元素按照存放顺序依次取出,组成新的数组。
  4. 接着按照十位数进行桶排序,再次将元素放入对应的桶中。
  5. 再次将各个桶中的元素按照存放顺序依次取出,组成新的数组。
  6. 重复上述操作,以百位、千位、万位等位数为基准进行排序,直至所有位数都被排序。

代码实现

复制代码
`        public static void RadixSort(int[] array)`
`        {`
`            if (array == null || array.Length < 2)`
`            {`
`                return;`
`            }`

`            //获取数组中的最大值,确定排序的位数`
`            int max = GetMaxValue(array);`

`            //进行基数排序`
`            for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10)`
`            {`
`                CountingSort(array, exp);`
`            }`
`        }`

`        private static void CountingSort(int[] array, int exp)`
`        {`
`            int arrayLength = array.Length;`
`            int[] output = new int[arrayLength];`
`            int[] count = new int[10];`

`            //统计每个桶中的元素个数`
`            for (int i = 0; i < arrayLength; i++)`
`            {`
`                count[(array[i] / exp) % 10]++;`
`            }`

`            //计算每个桶中最后一个元素的位置`
`            for (int i = 1; i < 10; i++)`
`            {`
`                count[i] += count[i - 1];`
`            }`

`            //从原数组中取出元素,放入到输出数组中`
`            for (int i = arrayLength - 1; i >= 0; i--)`
`            {`
`                output[count[(array[i] / exp) % 10] - 1] = array[i];`
`                count[(array[i] / exp) % 10]--;`
`            }`

`            //将输出数组复制回原数组`
`            for (int i = 0; i < arrayLength; i++)`
`            {`
`                array[i] = output[i];`
`            }`
`        }`

`        private static int GetMaxValue(int[] arr)`
`        {`
`            int max = arr[0];`
`            for (int i = 1; i < arr.Length; i++)`
`            {`
`                if (arr[i] > max)`
`                {`
`                    max = arr[i];`
`                }`
`            }`
`            return max;`
`        }`

`        public static void RadixSortRun()`
`        {`
`            int[] array = { 19, 27, 46, 48, 99, 888, 50, 2, 4, 44, 47, 36, 38, 15, 26, 5, 3 };`

`            Console.WriteLine("排序前数组:" + string.Join(", ", array));`

`            RadixSort(array);`

`            Console.WriteLine("排序后数组:" + string.Join(", ", array));`
`        }`

运行结果

总结

基数排序是一种稳定的排序算法,它的时间复杂度为O(d*(n+r)),其中d是位数,n是元素个数,r是基数(桶的个数)。相比其他比较性排序算法,基数排序的优势在于减少了元素之间的比较次数,并且可以处理负数。但是,基数排序的缺点是需要额外的空间来存储临时数组。

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