计数排序、基数排序、桶排序则属于非比较排序,算法时间复杂度O(n),优于比较排序。但是也有弊端,会多占用一些空间,相当于是用空间换时间。
1. 计数排序:
计数排序的基本思想是:对每一个输入的元素a[i],确定小于 a[i] 的元素个数。所以可以直接把 a[i] 放到它输出数组中的位置上。假设有5个数小于 a[i],所以 a[i] 应该放在数组的第6个位置上。
实现代码如下:
def counting_sort(a, k): # k = max(a)
n = len(a) # 计算a序列的长度
b = [0 for i in range(n)] # 设置输出序列并初始化为0
c = [0 for i in range(k + 1)] # 设置计数序列并初始化为0,
for j in a:
c[j] = c[j] + 1
for i in range(1, len(c)):
c[i] = c[i] + c[i-1]
for j in a:
b[c[j] - 1] = j
c[j] = c[j] - 1
return b
2. 桶排序:
桶排序的基本思想是:把数组a划分为n个大小相同子区间(桶),每个子区间各自排序,最后合并。桶排序要求数据的分布必须均匀,不然可能会失效。计数排序是桶排序的一种特殊情况,可以把计数排序当成每个桶里只有一个元素的情况。
def bucket_sort(a):
buckets = [0] * ((max(a) - min(a)) + 1) # 初始化桶元素为0
for i in range(len(a)):
buckets[a[i] - min(a)] += 1 # 遍历数组a,在桶的相应位置累加值
b = []
for i in range(len(buckets)):
if buckets[i] != 0:
b += [i + min(a)] * buckets[i]
return b
算法实现步骤
- 根据待排序集合中最大元素和最小元素的差值范围和映射规则,确定申请的桶个数;
- 遍历排序序列,将每个元素放到对应的桶里去;
- 对不是空的桶进行排序;
- 按顺序访问桶,将桶中的元素依次放回到原序列中对应的位置,完成排序。 实现代码如下:
def Bucket_Sort(array, bucketsize):
#bucket_size: 桶大小
minValue = min(array)
maxValue = max(array)
res = []
bucketcount = (maxValue - minValue + 1) // bucketsize #确定桶个数
bucket_lists = [[] for i in range(bucketcount)]
for i in array:
bucket_index = (i - minValue) // bucketsize
bucket_lists[bucket_index].append(i)
# 桶内排序
for j in bucket_lists:
Quick_Sort_2(j, 0, len(j)-1)
for j in bucket_lists:
if len(j) != 0:
res.extend(j)
return res