C++ 实现桶排序的示例代码
时间：2021-10-31 08:46:10 | 栏目：C代码 | 点击：次
桶排序：整数
原理
原理简述：按照需要排序数组的实际情况，生成一个一定长度的一维数组，用于统计需要排序数组的不同数值的重复次数，完成统计后，再按顺序重复输出该数值
实现步骤：
- 确定需要排序数组的最大值和最小值
- 生成桶数组，并初始化
- 对需要排序数组进行统计，统计结果放入相应的桶中
- 循环输出桶，并替换原序列
模拟生成整数随机数
#include <random>
#include <ctime>
// 传入空数组arr[]以及它的长度len，填入[min, max]区间内的随机整数
void getRand(int arr[], int len, int min, int max) {
std::default_random_engine e;
e.seed(time(0));
std::uniform_int_distribution<int> u(min,max);
for (int i = 0; i < len; i++) arr[i] = u(e);
}
桶排序实现
#include <climits>
void bucketSort(int arr[], int len) {
// 确定最大值和最小值
int max = INT_MIN; int min = INT_MAX;
for (int i = 0; i < len; i++) {
if (arr[i] > max) max = arr[i];
if (arr[i] < min) min = arr[i];
}
// 生成桶数组
// 设置最小的值为索引0，每个桶间隔为1
int bucketLen = max - min + 1;
// 初始化桶
int bucket[bucketLen];
for (int i = 0; i < bucketLen; i++) bucket[i] = 0;
// 放入桶中
int index = 0;
for (int i = 0; i < len; i++) {
index = arr[i] - min;
bucket[index] += 1;
}
// 替换原序列
int start = 0;
for (int i = 0; i < bucketLen; i++) {
for (int j = start; j < start + bucket[i]; j++) {
arr[j] = min + i;
}
start += bucket[i];
}
}
完整版可运行程序
#include <iostream>
#include <random>
#include <ctime>
#include <climits>
// 一些参数
const int MAX = 30;
const int LEN = 64;
void bucketSort(int arr[], int len);
void getRand(int arr[], int len, int min, int max);
int main() {
int arr[LEN] = {0};
// 产生随机值
getRand(arr,LEN,0,MAX);
// 打印随机值
std::cout << "Before sorted:" << std::endl;
for (int i : arr) {
std::cout << i << " ";
}
std::cout << "" << std::endl;
// 排序
bucketSort(arr,LEN);
// 打印输出值
std::cout << "After sorted:" << std::endl;
for (int i : arr) {
std::cout << i << " ";
}
}
void getRand(int arr[], int len, int min, int max) {
std::default_random_engine e;
e.seed(time(0));
std::uniform_int_distribution<int> u(min,max);
for (int i = 0; i < len; i++) arr[i] = u(e);
}
void bucketSort(int arr[], int len) {
// 确定最大值和最小值
int max = INT_MIN; int min = INT_MAX;
for (int i = 0; i < len; i++) {
if (arr[i] > max) max = arr[i];
if (arr[i] < min) min = arr[i];
}
// 生成桶数组
// 设置最小的值为索引0，每个桶间隔为1
int bucketLen = max - min + 1;
// 初始化桶
int bucket[bucketLen];
for (int i = 0; i < bucketLen; i++) bucket[i] = 0;
// 放入桶中
int index = 0;
for (int i = 0; i < len; i++) {
index = arr[i] - min;
bucket[index] += 1;
}
// 替换原序列
int start = 0;
for (int i = 0; i < bucketLen; i++) {
for (int j = start; j < start + bucket[i]; j++) {
arr[j] = min + i;
}
start += bucket[i];
}
}
结果
时间复杂度计算
分析算法步骤：
- 确定需要排序数组的最大值和最小值 - 循环len次
- 生成桶数组，并初始化 - 循环bucketLen次
- 对需要排序数组进行统计，统计结果放入相应的桶中 - 循环len次
- 循环输出桶，并替换原序列 - 循环bucketLen+len次
总时间复杂度为 O(3*len + 2*bucketLen) .
P.S. 浮点型的桶排序，由于考虑到每个桶之间区间间隔难以确定、每个桶内储存的值数量不定等情况，笔者目前尚无法通过基础的C++运算来实现，使用一些高级功能又怕时间复杂度爆炸，最终得不偿失，不如转而研究其他类型的排序方法更值得。如果有大佬写出来浮点型桶排序，可以评论或者私信我，感谢！
** 参考书籍：啊哈！算法