本文實(shí)例講述了PHP排序算法之基數(shù)排序(Radix Sort)。分享給大家供大家參考,具體如下:
基數(shù)排序在《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中并未講到,但是為了湊齊八大排序算法,我自己通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)了這個(gè)排序算法,并給大家分享出來。
基本思想:
基數(shù)排序(radix sort)屬于“分配式排序”(distribution sort),又稱“桶子法”(bucket sort)或bin sort,顧名思義,它是透過鍵值的部份資訊,將要排序的元素分配至某些“桶”中,藉以達(dá)到排序的作用,基數(shù)排序法是屬于穩(wěn)定性的排序,其時(shí)間復(fù)雜度為O (nlog(r)m),其中r為所采取的基數(shù),而m為堆數(shù),在某些時(shí)候,基數(shù)排序法的效率高于其它的穩(wěn)定性排序法。
其實(shí)這個(gè)思想我也沒法總結(jié)出來,下面通過例子來說明吧:
基本解法:
PS:在這里我們介紹的基數(shù)排序我們采用 LSD(最低位優(yōu)先),當(dāng)然還有 MSD(最高位優(yōu)先),大家自己去百度一下他們之間的異同吧。
假如現(xiàn)在我們有以下這么一些數(shù):
2 343 342 1 128 43 4249 814 687 654 3
我們使用基數(shù)排序?qū)⑺麄儚男〉酱笈判颉?/p>
第一步、首先根據(jù)個(gè)位數(shù)的數(shù)值,在走訪數(shù)值(從前到后走訪,后面步驟相同)時(shí)將它們分配至編號(hào)0到9的桶子中:
0 :
1 : 1
2 : 2 342
3 : 343 43 3
4 : 814 654
5 :
6 :
7 : 687
8 : 128
9 : 4249
第二步、接下來將這些桶子中的數(shù)值重新串接起來,成為以下的數(shù)列:
1 2 342 343 43 3 814 654 687 128 4249
第三步、根據(jù)十位數(shù)的數(shù)值,在走訪數(shù)值(從前到后走訪,后面步驟相同)時(shí)將它們分配至編號(hào)0到9的桶子中:
0 : 1 2 3
1 : 814
2 : 128
3 :
4 : 342 343 43 4249
5 : 654
6 :
7 :
8 : 687
9 :
第四步、接下來將這些桶子中的數(shù)值重新串接起來,成為以下的數(shù)列:
1 2 3 814 128 342 343 43 4249 654 687
第五步、根據(jù)百位數(shù)的數(shù)值,在走訪數(shù)值(從前到后走訪,后面步驟相同)時(shí)將它們分配至編號(hào)0到9的桶子中:
0 : 1 2 3 43
1 : 128
2 : 4249
3 : 342 343
4 :
5 :
6 : 654 687
7 :
8 : 814
9 :
第六步、接下來將這些桶子中的數(shù)值重新串接起來,成為以下的數(shù)列:
1 2 3 43 128 4249 342 343 654 687 814
。。。。。。后面的步驟大家應(yīng)該都會(huì)走了吧。其實(shí)到了第六步的時(shí)候就剩 4249 沒有排好序了。
從上面的步驟來看,很多的步驟都是相同的,因此肯定是個(gè)循環(huán)了,我們只需要控制個(gè)位、十位、百位、、、、就好了。
還是看代碼吧。
算法實(shí)現(xiàn):
//交換函數(shù) function swap(array $arr,$a,$b){ $temp = $arr[$a]; $arr[$a] = $arr[$b]; $arr[$b] = $temp; } //獲取數(shù)組中的最大數(shù) //就像上面的例子一樣,我們最終是否停止算法不過就是看數(shù)組中的最大值:4249,它的位數(shù)就是循環(huán)的次數(shù) function getMax(array $arr){ $max = 0; $length = count($arr); for($i = 0;$i $length;$i ++){ if($max $arr[$i]){ $max = $arr[$i]; } } return $max; } //獲取最大數(shù)的位數(shù),最大值的位數(shù)就是我們分配桶的次數(shù) function getLoopTimes($maxNum){ $count = 1; $temp = floor($maxNum / 10); while($temp != 0){ $count ++; $temp = floor($temp / 10); } return $count; } /** * @param array $arr 待排序數(shù)組 * @param $loop 第幾次循環(huán)標(biāo)識(shí) * 該函數(shù)只是完成某一位(個(gè)位或十位)上的桶排序 */ function R_Sort(array $arr,$loop){ //桶數(shù)組,在強(qiáng)類型語言中,這個(gè)數(shù)組應(yīng)該聲明為[10][count($arr)] //第一維是 0-9 十個(gè)數(shù) //第二維這樣定義是因?yàn)橛锌赡艽判虻臄?shù)組中的所有數(shù)的某一位上的只是一樣的,這樣就全擠在一個(gè)桶里面了 $tempArr = array(); $count = count($arr); //初始化$tempArr數(shù)組 for($i = 0;$i 10;$i ++){ $tempArr[$i] = array(); } //求桶的index的除數(shù) //如798個(gè)位桶index=(798/1)%10=8 //十位桶index=(798/10)%10=9 //百位桶index=(798/100)%10=7 //$tempNum為上式中的1、10、100 $tempNum = (int)pow(10, $loop - 1); for($i = 0;$i $count;$i ++){ //求出某位上的數(shù)字 $row_index = ($arr[$i] / $tempNum) % 10; for($j = 0;$j $count;$j ++){ if(@$tempArr[$row_index][$j] == NULL){ $tempArr[$row_index][$j] = $arr[$i]; //入桶 break; } } } //還原回原數(shù)組中 $k = 0; for($i = 0;$i 10;$i ++){ for($j = 0;$j $count;$j ++){ if(@$tempArr[$i][$j] != NULL){ $arr[$k ++] = $tempArr[$i][$j]; //出桶 $tempArr[$i][$j] = NULL; //避免下次循環(huán)的時(shí)候污染數(shù)據(jù) } } } } //最終調(diào)用的主函數(shù) function RadixSort(array $arr){ $max = getMax($arr); $loop = getLoopTimes($max); //對(duì)每一位進(jìn)行桶分配(1 表示個(gè)位,$loop 表示最高位) for($i = 1;$i = $loop;$i ++){ R_Sort($arr,$i); } }
調(diào)用算法:
$arr = array(2, 343, 342, 1, 128, 43, 4249, 814, 687, 654, 3); RadixSort($arr); var_dump($arr);
運(yùn)行結(jié)果:
array(11) { [0]=> int(1) [1]=> int(2) [2]=> int(3) [3]=> int(43) [4]=> int(128) [5]=> int(342) [6]=> int(343) [7]=> int(654) [8]=> int(687) [9]=> int(814) [10]=> int(4249) }
其實(shí)這些代碼我是在挺早之前寫的,今天在寫博客的時(shí)候發(fā)現(xiàn),其實(shí)桶就是一個(gè)隊(duì)列,所以上面的 R_Sort()
函數(shù)復(fù)雜了,我們使用 array_push()
和 array_shift()
來重寫該方法(當(dāng)然,要模擬隊(duì)列的話,用 SPL 提供的 splqueue
是最為恰當(dāng)?shù)?,在這里為了簡(jiǎn)便我就不用了):
function R_Sort(array $arr,$loop){ $tempArr = array(); $count = count($arr); for($i = 0;$i 10;$i ++){ $tempArr[$i] = array(); } //求桶的index的除數(shù) //如798個(gè)位桶index=(798/1)%10=8 //十位桶index=(798/10)%10=9 //百位桶index=(798/100)%10=7 //$tempNum為上式中的1、10、100 $tempNum = (int)pow(10, $loop - 1); for($i = 0;$i $count;$i ++){ //求出某位上的數(shù)字 $row_index = ($arr[$i] / $tempNum) % 10; //入桶 array_push($tempArr[$row_index],$arr[$i]); } //還原回原數(shù)組中 $k = 0; for($i = 0;$i 10;$i ++){ //出桶 while(count($tempArr[$i]) > 0){ $arr[$k ++] = array_shift($tempArr[$i]); } } }
基數(shù)排序法是屬于穩(wěn)定性的排序,其時(shí)間復(fù)雜度為O (nlog(r)m),其中r為所采取的基數(shù),而m為堆數(shù)。
好了,到這里基數(shù)排序就已經(jīng)給大家介紹完了。這個(gè)算法的總結(jié)主要是通過看網(wǎng)上的資料,所以就不再給出原作者了。
PS:這里再為大家推薦一款關(guān)于排序的演示工具供大家參考:
在線動(dòng)畫演示插入/選擇/冒泡/歸并/希爾/快速排序算法過程工具:
http://tools.jb51.net/aideddesign/paixu_ys
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希望本文所述對(duì)大家PHP程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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巨人網(wǎng)絡(luò)通訊聲明:本文標(biāo)題《PHP排序算法之基數(shù)排序(Radix Sort)實(shí)例詳解》,本文關(guān)鍵詞 PHP,排序,算法,之,基數(shù),Radix,;如發(fā)現(xiàn)本文內(nèi)容存在版權(quán)問題,煩請(qǐng)?zhí)峁┫嚓P(guān)信息告之我們,我們將及時(shí)溝通與處理。本站內(nèi)容系統(tǒng)采集于網(wǎng)絡(luò),涉及言論、版權(quán)與本站無關(guān)。