【Java -- 算法】十大排序算法之桶排序

简介

桶排序也是时间复杂度仅为 O(n) 的一种排序方法，它假设输入数据服从均匀分布，我们将数据分别放入到 n 个桶内，先对桶内数据进行排序，然后遍历桶依次取出桶中的元素即可完成排序。

和计数排序类似，桶排序也对输入数据作了某种假设，因此它的速度也很快。具体来说，计数排序假设了输入数据都属于一个小区间内的整数，而桶排序则假设输入数据是均匀分布的，即落入每个桶中的元素数量理论也是差不多的，不会出现很多数落入同一个桶内的情况。

实例

1. Java 代码

import java.util.*;
public class Main
{
public static void main(String[] args) {
float[] a = {0.12f, 2.2f, 8.8f, 7.6f, 7.2f, 6.3f, 9.0f, 1.6f, 5.6f, 2.4f};
System.out.println("初始值:");
printArray(a);
bucketSort(a);
System.out.println("\n排序后:");
printArray(a);
}

public static void bucketSort(float[] arr) {
// 新建一个桶的集合
ArrayList<LinkedList<Float>> buckets = new ArrayList<LinkedList<Float>>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 新建一个桶，并将其添加到桶的集合中去。
// 由于桶内元素会频繁的插入，所以选择 LinkedList 作为桶的数据结构
buckets.add(new LinkedList<Float>());
}
// 将输入数据全部放入桶中并完成排序
for (float data : arr) {
int index = getBucketIndex(data);
insertSort(buckets.get(index), data);
}
// 将桶中元素全部取出来并放入 arr 中输出
int index = 0;
for (LinkedList<Float> bucket : buckets) {
for (Float data : bucket) {
arr[index++] = data;
}
}
}

/**
* 计算得到输入元素应该放到哪个桶内
*/
public static int getBucketIndex(float data) {
// 这里例子写的比较简单，仅使用浮点数的整数部分作为其桶的索引值
// 实际开发中需要根据场景具体设计
return (int) data;
}


/**
* 我们选择插入排序作为桶内元素排序的方法 每当有一个新元素到来时，我们都调用该方法将其插入到恰当的位置
*/
public static void insertSort(List<Float> bucket, float data) {
ListIterator<Float> it = bucket.listIterator();
boolean insertFlag = true;
while (it.hasNext()) {
if (data <= it.next()) {
it.previous(); // 把迭代器的位置偏移回上一个位置
it.add(data); // 把数据插入到迭代器的当前位置
insertFlag = false;
break;
}
}
if (insertFlag) {
bucket.add(data); // 否则把数据插入到链表末端
}
}

private static void printArray(float[] a) {
for (int i = 0;i < a.length;i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
System.out.println();
}
}

2. 输出结果