Java AmericanFlagSort

/**

 * <html>

 * <body>

 *  <P> Copyright 1994-2018 JasonInternational </p>

 *  <p> All rights reserved.</p>

 *  <p> Created on 2018年4月10日 </p>

 *  <p> Created by Jason</p>

 *  </body>

 * </html>

 */

package cn.ucaner.algorithm.sorts;

/**

 * An American flag sort is an efficient, in-place variant of radix sort that

 * distributes items into hundreds of buckets. Non-comparative sorting

 * algorithms such as radix sort and American flag sort are typically used to

 * sort large objects such as strings, for which comparison is not a unit-time

 * operation.

 * <p>

 * Family: Bucket.<br>

 * Space: In-place.<br>

 * Stable: False.<br>

 * <p>

 * Average case = O(n*k/d)<br>

 * Worst case = O(n*k/d)<br>

 * Best case = O(n*k/d)<br>

 * <p>

 * NOTE: n is the number of digits and k is the average bucket size

 * <p>

 * @see <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/American_flag_sort">American Flag Sort (Wikipedia)</a>

 * <br>

 * @author Justin Wetherell <phishman3579@gmail.com>

 */

public class AmericanFlagSort {

    private static final int NUMBER_OF_BUCKETS = 10; // 10 for base 10 numbers

    private AmericanFlagSort() { }

    public static Integer[] sort(Integer[] unsorted) {

        int numberOfDigits = getMaxNumberOfDigits(unsorted); // Max number of digits

        int max = 1;

        for (int i = 0; i < numberOfDigits - 1; i++)

            max *= 10;

        sort(unsorted, 0, unsorted.length, max);

        return unsorted;

    }

    public static void sort(Integer[] unsorted, int start, int length, int divisor) {

        // First pass - find counts

        int[] count = new int[NUMBER_OF_BUCKETS];

        int[] offset = new int[NUMBER_OF_BUCKETS];

        int digit = 0;

        for (int i = start; i < length; i++) {

            int d = unsorted[i];

            digit = getDigit(d, divisor);

            count[digit]++;

        }

        offset[0] = start + 0;

        for (int i = 1; i < NUMBER_OF_BUCKETS; i++) {

            offset[i] = count[i - 1] + offset[i - 1];

        }

        // Second pass - move into position

        for (int b = 0; b < NUMBER_OF_BUCKETS; b++) {

            while (count[b] > 0) {

                int origin = offset[b];

                int from = origin;

                int num = unsorted[from];

                unsorted[from] = -1;

                do {

                    digit = getDigit(num, divisor);

                    int to = offset[digit]++;

                    count[digit]--;

                    int temp = unsorted[to];

                    unsorted[to] = num;

                    num = temp;

                    from = to;

                } while (from != origin);

            }

        }

        if (divisor > 1) {

            // Sort the buckets

            for (int i = 0; i < NUMBER_OF_BUCKETS; i++) {

                int begin = (i > 0) ? offset[i - 1] : start;

                int end = offset[i];

                if (end - begin > 1)

                    sort(unsorted, begin, end, divisor / 10);

            }

        }

    }

    private static int getMaxNumberOfDigits(Integer[] unsorted) {

        int max = Integer.MIN_VALUE;

        int temp = 0;

        for (int i : unsorted) {

            temp = (int) Math.log10(i) + 1;

            if (temp > max)

                max = temp;

        }

        return max;

    }

    private static int getDigit(int integer, int divisor) {

        return (integer / divisor) % 10;

    }

}

　　

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