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comments: true
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# 11.7.   桶排序
# 11.6.   桶排序
「桶排序 Bucket Sort」是分治思想的典型体现其通过设置一些桶将数据平均分配到各个桶中并在每个桶内部分别执行排序最终根据桶之间天然的大小顺序将各个桶内元素合并从而得到排序结果
前面介绍的几种排序算法都属于 **基于比较的排序算法**,即通过比较元素之间的大小来实现排序,此类排序算法的时间复杂度无法超越 $O(n \log n)$ 。接下来,我们将学习几种 **非比较排序算法** ,其时间复杂度可以达到线性级别
## 11.7.1.   算法流程
「桶排序 Bucket Sort」是分治思想的典型体现其通过设置一些具有大小顺序的桶每个桶对应一个数据范围将数据平均分配到各个桶中并在每个桶内部分别执行排序最终按照桶的顺序将所有数据合并即可。
## 11.6.1.   算法流程
输入一个长度为 $n$ 的数组,元素是范围 $[0, 1)$ 的浮点数,桶排序流程为:
@@ -105,11 +107,11 @@ comments: true
[class]{}-[func]{bucketSort}
```
!!! note "桶排序是计数排序的一种推广"
!!! question "桶排序的应用场景是什么?"
桶排序的角度,我们可以把计数排序中计数数组 `counter` 的每个索引想象成一个桶,将统计数量的过程想象成把各个元素分配到对应的桶中,再根据桶之间的有序性输出结果,从而实现排序
桶排序一般用于排序超大体量的数据。例如输入数据包含 100 万个元素,由于空间有限,系统无法一次性将所有数据加载进内存,那么可以先将数据划分到 1000 个桶里,再依次排序每个桶,最终合并结果即可
## 11.7.2.   算法特性
## 11.6.2.   算法特性
**时间复杂度 $O(n + k)$** :假设元素平均分布在各个桶内,则每个桶内元素数量为 $\frac{n}{k}$ 。假设排序单个桶使用 $O(\frac{n}{k} \log\frac{n}{k})$ 时间,则排序所有桶使用 $O(n \log\frac{n}{k})$ 时间,**当桶数量 $k$ 比较大时,时间复杂度则趋向于 $O(n)$** 。最后合并结果需要遍历 $n$ 个桶,使用 $O(k)$ 时间。
@@ -119,7 +121,7 @@ comments: true
桶排序是否稳定取决于排序桶内元素的算法是否稳定。
## 11.7.3.   如何实现平均分配
## 11.6.3.   如何实现平均分配
桶排序的时间复杂度理论上可以达到 $O(n)$ **难点是需要将元素均匀分配到各个桶中**,因为现实中的数据往往都不是均匀分布的。举个例子,假设我们想要把淘宝的所有商品根据价格范围平均分配到 10 个桶中然而商品价格不是均匀分布的100 元以下非常多、1000 元以上非常少;如果我们将价格区间平均划为 10 份,那么各个桶内的商品数量差距会非常大。