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krahets
@@ -20,6 +20,62 @@ comments: true
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<p align="center"> 图 11-13 桶排序算法流程 </p>
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=== "Python"
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```python title="bucket_sort.py"
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def bucket_sort(nums: list[float]):
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"""桶排序"""
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# 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
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k = len(nums) // 2
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buckets = [[] for _ in range(k)]
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# 1. 将数组元素分配到各个桶中
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for num in nums:
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# 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
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i = int(num * k)
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# 将 num 添加进桶 i
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buckets[i].append(num)
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# 2. 对各个桶执行排序
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for bucket in buckets:
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# 使用内置排序函数，也可以替换成其他排序算法
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bucket.sort()
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# 3. 遍历桶合并结果
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i = 0
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for bucket in buckets:
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for num in bucket:
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nums[i] = num
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i += 1
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```
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=== "C++"
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```cpp title="bucket_sort.cpp"
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/* 桶排序 */
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void bucketSort(vector<float> &nums) {
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// 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
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int k = nums.size() / 2;
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vector<vector<float>> buckets(k);
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// 1. 将数组元素分配到各个桶中
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for (float num : nums) {
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// 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
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int i = num * k;
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// 将 num 添加进桶 bucket_idx
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buckets[i].push_back(num);
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}
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// 2. 对各个桶执行排序
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for (vector<float> &bucket : buckets) {
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// 使用内置排序函数，也可以替换成其他排序算法
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sort(bucket.begin(), bucket.end());
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}
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// 3. 遍历桶合并结果
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int i = 0;
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for (vector<float> &bucket : buckets) {
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for (float num : bucket) {
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nums[i++] = num;
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}
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}
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}
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```
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=== "Java"
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```java title="bucket_sort.java"
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@@ -53,62 +109,39 @@ comments: true
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}
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```
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=== "C++"
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=== "C#"
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```cpp title="bucket_sort.cpp"
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```csharp title="bucket_sort.cs"
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/* 桶排序 */
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void bucketSort(vector<float> &nums) {
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void bucketSort(float[] nums) {
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// 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
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||||
int k = nums.size() / 2;
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vector<vector<float>> buckets(k);
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int k = nums.Length / 2;
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List<List<float>> buckets = new List<List<float>>();
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for (int i = 0; i < k; i++) {
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buckets.Add(new List<float>());
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}
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// 1. 将数组元素分配到各个桶中
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for (float num : nums) {
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foreach (float num in nums) {
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// 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
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int i = num * k;
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// 将 num 添加进桶 bucket_idx
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buckets[i].push_back(num);
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||||
int i = (int)(num * k);
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||||
// 将 num 添加进桶 i
|
||||
buckets[i].Add(num);
|
||||
}
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// 2. 对各个桶执行排序
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for (vector<float> &bucket : buckets) {
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foreach (List<float> bucket in buckets) {
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||||
// 使用内置排序函数，也可以替换成其他排序算法
|
||||
sort(bucket.begin(), bucket.end());
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||||
bucket.Sort();
|
||||
}
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// 3. 遍历桶合并结果
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int i = 0;
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for (vector<float> &bucket : buckets) {
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for (float num : bucket) {
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nums[i++] = num;
|
||||
int j = 0;
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foreach (List<float> bucket in buckets) {
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||||
foreach (float num in bucket) {
|
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nums[j++] = num;
|
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}
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}
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}
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```
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=== "Python"
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```python title="bucket_sort.py"
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||||
def bucket_sort(nums: list[float]):
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"""桶排序"""
|
||||
# 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
|
||||
k = len(nums) // 2
|
||||
buckets = [[] for _ in range(k)]
|
||||
# 1. 将数组元素分配到各个桶中
|
||||
for num in nums:
|
||||
# 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
|
||||
i = int(num * k)
|
||||
# 将 num 添加进桶 i
|
||||
buckets[i].append(num)
|
||||
# 2. 对各个桶执行排序
|
||||
for bucket in buckets:
|
||||
# 使用内置排序函数，也可以替换成其他排序算法
|
||||
bucket.sort()
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||||
# 3. 遍历桶合并结果
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||||
i = 0
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for bucket in buckets:
|
||||
for num in bucket:
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||||
nums[i] = num
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i += 1
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```
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=== "Go"
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```go title="bucket_sort.go"
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@@ -143,6 +176,37 @@ comments: true
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}
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```
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=== "Swift"
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||||
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||||
```swift title="bucket_sort.swift"
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||||
/* 桶排序 */
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||||
func bucketSort(nums: inout [Double]) {
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||||
// 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
|
||||
let k = nums.count / 2
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||||
var buckets = (0 ..< k).map { _ in [Double]() }
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||||
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
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||||
for num in nums {
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||||
// 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
|
||||
let i = Int(num * Double(k))
|
||||
// 将 num 添加进桶 i
|
||||
buckets[i].append(num)
|
||||
}
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||||
// 2. 对各个桶执行排序
|
||||
for i in buckets.indices {
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||||
// 使用内置排序函数，也可以替换成其他排序算法
|
||||
buckets[i].sort()
|
||||
}
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// 3. 遍历桶合并结果
|
||||
var i = nums.startIndex
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||||
for bucket in buckets {
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||||
for num in bucket {
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||||
nums[i] = num
|
||||
nums.formIndex(after: &i)
|
||||
}
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}
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}
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```
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=== "JS"
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```javascript title="bucket_sort.js"
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@@ -209,128 +273,6 @@ comments: true
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}
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```
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||||
=== "C"
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||||
|
||||
```c title="bucket_sort.c"
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||||
/* 桶排序 */
|
||||
void bucketSort(float nums[], int size) {
|
||||
// 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
|
||||
int k = size / 2;
|
||||
float **buckets = calloc(k, sizeof(float *));
|
||||
for (int i = 0; i < k; i++) {
|
||||
// 每个桶最多可以分配 k 个元素
|
||||
buckets[i] = calloc(ARRAY_SIZE, sizeof(float));
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
|
||||
for (int i = 0; i < size; i++) {
|
||||
// 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
|
||||
int bucket_idx = nums[i] * k;
|
||||
int j = 0;
|
||||
// 如果桶中有数据且数据小于当前值 nums[i], 要将其放到当前桶的后面，相当于 cpp 中的 push_back
|
||||
while (buckets[bucket_idx][j] > 0 && buckets[bucket_idx][j] < nums[i]) {
|
||||
j++;
|
||||
}
|
||||
float temp = nums[i];
|
||||
while (j < ARRAY_SIZE && buckets[bucket_idx][j] > 0) {
|
||||
swap(&temp, &buckets[bucket_idx][j]);
|
||||
j++;
|
||||
}
|
||||
buckets[bucket_idx][j] = temp;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 2. 对各个桶执行排序
|
||||
for (int i = 0; i < k; i++) {
|
||||
qsort(buckets[i], ARRAY_SIZE, sizeof(float), compare_float);
|
||||
}
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|
||||
// 3. 遍历桶合并结果
|
||||
for (int i = 0, j = 0; j < k; j++) {
|
||||
for (int l = 0; l < ARRAY_SIZE; l++) {
|
||||
if (buckets[j][l] > 0) {
|
||||
nums[i++] = buckets[j][l];
|
||||
}
|
||||
}
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||||
}
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|
||||
// 释放上述分配的内存
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||||
for (int i = 0; i < k; i++) {
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||||
free(buckets[i]);
|
||||
}
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||||
free(buckets);
|
||||
}
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```
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=== "C#"
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|
||||
```csharp title="bucket_sort.cs"
|
||||
/* 桶排序 */
|
||||
void bucketSort(float[] nums) {
|
||||
// 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
|
||||
int k = nums.Length / 2;
|
||||
List<List<float>> buckets = new List<List<float>>();
|
||||
for (int i = 0; i < k; i++) {
|
||||
buckets.Add(new List<float>());
|
||||
}
|
||||
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
|
||||
foreach (float num in nums) {
|
||||
// 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
|
||||
int i = (int)(num * k);
|
||||
// 将 num 添加进桶 i
|
||||
buckets[i].Add(num);
|
||||
}
|
||||
// 2. 对各个桶执行排序
|
||||
foreach (List<float> bucket in buckets) {
|
||||
// 使用内置排序函数，也可以替换成其他排序算法
|
||||
bucket.Sort();
|
||||
}
|
||||
// 3. 遍历桶合并结果
|
||||
int j = 0;
|
||||
foreach (List<float> bucket in buckets) {
|
||||
foreach (float num in bucket) {
|
||||
nums[j++] = num;
|
||||
}
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}
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||||
}
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```
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=== "Swift"
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||||
```swift title="bucket_sort.swift"
|
||||
/* 桶排序 */
|
||||
func bucketSort(nums: inout [Double]) {
|
||||
// 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
|
||||
let k = nums.count / 2
|
||||
var buckets = (0 ..< k).map { _ in [Double]() }
|
||||
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
|
||||
for num in nums {
|
||||
// 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
|
||||
let i = Int(num * Double(k))
|
||||
// 将 num 添加进桶 i
|
||||
buckets[i].append(num)
|
||||
}
|
||||
// 2. 对各个桶执行排序
|
||||
for i in buckets.indices {
|
||||
// 使用内置排序函数，也可以替换成其他排序算法
|
||||
buckets[i].sort()
|
||||
}
|
||||
// 3. 遍历桶合并结果
|
||||
var i = nums.startIndex
|
||||
for bucket in buckets {
|
||||
for num in bucket {
|
||||
nums[i] = num
|
||||
nums.formIndex(after: &i)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
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||||
=== "Zig"
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```zig title="bucket_sort.zig"
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[class]{}-[func]{bucketSort}
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```
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=== "Dart"
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||||
```dart title="bucket_sort.dart"
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@@ -392,6 +334,64 @@ comments: true
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "C"
|
||||
|
||||
```c title="bucket_sort.c"
|
||||
/* 桶排序 */
|
||||
void bucketSort(float nums[], int size) {
|
||||
// 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
|
||||
int k = size / 2;
|
||||
float **buckets = calloc(k, sizeof(float *));
|
||||
for (int i = 0; i < k; i++) {
|
||||
// 每个桶最多可以分配 k 个元素
|
||||
buckets[i] = calloc(ARRAY_SIZE, sizeof(float));
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
|
||||
for (int i = 0; i < size; i++) {
|
||||
// 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
|
||||
int bucket_idx = nums[i] * k;
|
||||
int j = 0;
|
||||
// 如果桶中有数据且数据小于当前值 nums[i], 要将其放到当前桶的后面，相当于 cpp 中的 push_back
|
||||
while (buckets[bucket_idx][j] > 0 && buckets[bucket_idx][j] < nums[i]) {
|
||||
j++;
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||||
}
|
||||
float temp = nums[i];
|
||||
while (j < ARRAY_SIZE && buckets[bucket_idx][j] > 0) {
|
||||
swap(&temp, &buckets[bucket_idx][j]);
|
||||
j++;
|
||||
}
|
||||
buckets[bucket_idx][j] = temp;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 2. 对各个桶执行排序
|
||||
for (int i = 0; i < k; i++) {
|
||||
qsort(buckets[i], ARRAY_SIZE, sizeof(float), compare_float);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 3. 遍历桶合并结果
|
||||
for (int i = 0, j = 0; j < k; j++) {
|
||||
for (int l = 0; l < ARRAY_SIZE; l++) {
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||||
if (buckets[j][l] > 0) {
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||||
nums[i++] = buckets[j][l];
|
||||
}
|
||||
}
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||||
}
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||||
// 释放上述分配的内存
|
||||
for (int i = 0; i < k; i++) {
|
||||
free(buckets[i]);
|
||||
}
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||||
free(buckets);
|
||||
}
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```
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=== "Zig"
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```zig title="bucket_sort.zig"
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[class]{}-[func]{bucketSort}
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```
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## 11.8.2 算法特性
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桶排序适用于处理体量很大的数据。例如，输入数据包含 100 万个元素，由于空间限制，系统内存无法一次性加载所有数据。此时，可以将数据分成 1000 个桶，然后分别对每个桶进行排序，最后将结果合并。
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