說明
在之前所介紹過的排序方法,都是屬於「比較性」的排序法,也就是每次排序時,都是比較整個鍵值的大小以進行排序。這裏所要介紹的「基數排序法」(radix sort)則是屬於「分配式排序」(distribution sort), 基數排序法又稱「桶子法」(bucket sort)或bin sort,顧名思義,它是透過鍵值的部份資訊,將要排序的元素分配至某些「桶」中,藉以達到排序的作用,基數排序法是屬於穩定性的排序,其時間複雜度爲O (nlog(r)m),其中r爲所採取的基數,而m爲堆數,在某些時候,基數排序法的效率高於其它的比較性排序法。
解法
基數排序的方式可以採用LSD(Least sgnificant digital)或MSD(Most sgnificant digital),LSD的排序方式由鍵值的最右邊開始,而MSD則相反,由鍵值的最左邊開始。以LSD爲例,假設原來有一串數值如下所示:
73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81
首先根據個位數的數值,在走訪數值時將它們分配至編號0到9的桶子中:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
81 65 39
43 14 55 28
93
22 73
接下來將這些桶子中的數值重新串接起來,成爲以下的數列:
81, 22, 73, 93, 43, 14, 55, 65, 28, 39
接着再進行一次分配,這次是根據十位數來分配:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
28 39
14 22 43 55 65 73 81 93
接下來將這些桶子中的數值重新串接起來,成爲以下的數列:
14, 22, 28, 39, 43, 55, 65, 73, 81, 93
這時候整個數列已經排序完畢;如果排序的對象有三位數以上,則持續進行以上的動作直至最高位數爲止。
LSD的基數排序適用於位數小的數列,如果位數多的話,使用MSD的效率會比較好,MSD的方式恰與LSD相反,是由高位數爲基底開始進行分配,其他的演算方式則都相同。
代碼:
void basesort(int number[],int maxbitnum)//maxbitnum最大數值的位數
{
int temp[10][10] = {0};
int order[10] = {0};
int i,j,k,n,lsd;
int highbitnumber = 1; //最高位對應的權值,1、10、100、...
while(maxbitnum-- > 1)
highbitnumber *= 10;
k = 0;
n = 1;
while(n <= highbitnumber)
{
for(i=0;i<MAX;++i)
{
lsd = ((number[i]/n)%10);
temp[lsd][order[lsd]] = number[i];
++order[lsd];
}
printf("重新排列: ");
for(i=0;i<MAX;++i)
{
if(order[i] != 0)
{
for(j=0;j<order[i];++j)
{
number[k] = temp[i][j];
printf("%d ",number[k]);
++k;
}
order[i] = 0;
}
}
printf("\n");
n *= 10;
k = 0;
}
}