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@@ -2,11 +2,13 @@
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comments: true
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# 11.7. 桶排序
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# 11.6. 桶排序
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「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。
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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。
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## 11.7.1. 算法流程
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「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。
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## 11.6.1. 算法流程
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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:
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@@ -105,11 +107,11 @@ comments: true
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[class]{}-[func]{bucketSort}
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```
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!!! note "桶排序是计数排序的一种推广"
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!!! question "桶排序的应用场景是什么?"
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从桶排序的角度,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。
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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。
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## 11.7.2. 算法特性
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## 11.6.2. 算法特性
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**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。
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@@ -119,7 +121,7 @@ comments: true
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桶排序是否稳定取决于排序桶内元素的算法是否稳定。
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## 11.7.3. 如何实现平均分配
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## 11.6.3. 如何实现平均分配
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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。
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