基数排序(英语:Radix sort)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。基数排序的发明可以追溯到1887年赫尔曼·何乐礼打孔卡片制表机(Tabulation Machine)上的贡献[1]

它是这样实现的:将所有待比较数值(正整数)统一为同样的数字长度,数字较短的数前面补零。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。

import java.util.Arrays;

public class RadixSort {

    public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
// 对 arr 进行拷贝,不改变参数内容
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length); int maxDigit = getMaxDigit(arr);
return radixSort(arr, maxDigit);
} /**
* 获取最高位数
*/
private int getMaxDigit(int[] arr) {
int maxValue = getMaxValue(arr);
return getNumLenght(maxValue);
} private int getMaxValue(int[] arr) {
int maxValue = arr[0];
for (int value : arr) {
if (maxValue < value) {
maxValue = value;
}
}
return maxValue;
} protected int getNumLenght(long num) {
if (num == 0) {
return 1;
}
int lenght = 0;
for (long temp = num; temp != 0; temp /= 10) {
lenght++;
}
return lenght;
} private int[] radixSort(int[] arr, int maxDigit) {
int mod = 10;
int dev = 1; for (int i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) {
// 考虑负数的情况,这里扩展一倍队列数,其中 [0-9]对应负数,[10-19]对应正数 (bucket + 10)
int[][] counter = new int[mod * 2][0]; for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
int bucket = ((arr[j] % mod) / dev) + mod;
counter[bucket] = arrayAppend(counter[bucket], arr[j]);
} int pos = 0;
for (int[] bucket : counter) {
for (int value : bucket) {
arr[pos++] = value;
}
}
} return arr;
} /**
* 自动扩容,并保存数据
*
* @param arr
* @param value
*/
private int[] arrayAppend(int[] arr, int value) {
arr = Arrays.copyOf(arr, arr.length + 1);
arr[arr.length - 1] = value;
return arr;
} public static void main(String[] args) {
int[] array = {5, 7, 17, 3, 5, 22, 4, 15, 8, 6, 4, 1, 2};
RadixSort radixSort = new RadixSort();
try {
int[] sortedArray = radixSort.sort(array);
for (int i = 0; i < sortedArray.length; i++) {
System.out.print(sortedArray[i] + " ");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

运行结果:

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