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演算法——桶排序(BucketSort)

桶排序的思路就是將陣列分到有限的桶中,然後再分別排序,最後將各個桶中的資料有序地合起來。具體如下:

(1)遍歷陣列,找到陣列的最小值和最大值

(2)根據步長和最值的差值,計算桶的個數Math.ceil((max-min+1)/step)

(3)再次遍歷陣列,分檔歸入所屬的桶內,並使用插入排序決定元素應該被放在桶的哪個位置

(4)遍歷桶中的資料,將資料有序地合起來

桶排序的效能:

時間複雜度:最好O(n+k)    最壞O(n^2)   平均O(n+k)   (k為桶的個數)

空間複雜度:O(k)

穩定性:穩定

程式碼如下:

//arr,待排序的陣列
//step,每個桶的步長,即數字範圍是5
function bucketSort(arr,step){
	var min=arr[0];
	var max=arr[0];
	var temp;
	var bucket=[]; //存放桶,同時每個桶又是一個數組
	var result=[]; //最終的有序陣列
	if(arr.length<2){return arr;}

	//從索引1開始遍歷陣列,找到最大值和最小值
	for(var i=1;i<arr.length;i++){
		if(arr[i]>max){
			max=arr[i];
		}
		if(arr[i]<min){
			min=arr[i];
		}
	}

	min=min-1;
	bucketCount=Math.ceil((max-min)/step); //需要的桶的個數

	//將資料存入桶中
	for(var i=0;i<arr.length;i++){
		temp=arr[i];
		for(var j=0;j<bucketCount;j++){
			//如果元素arr[i]大於第j個桶的最小值,小於等於第j個桶的最大值
			if(temp>(min+step*j) && temp<=(min+step*(j+1))){ 
				//如果第j個桶不存在或沒定義(即這個桶是空的),就將其初始化為一個空陣列
				if(!bucket[j]){
					bucket[j]=[];
				}

				if(bucket[j].length>0){//桶中已有元素,插入排序決定當前元素應該放到桶的哪個位置
					for(var k=bucket[j].length-1;k>=0;k--){
						if(bucket[j][k]>temp){
							bucket[j][k+1]=bucket[j][k];
						}else{
							break;
						}
					}
					bucket[j][k+1]=temp;
				}else{ //桶為空,則直接存放
					bucket[j].push(temp);
				}
			}
		}
	}

	//將資料從桶中按序取出
	for(var i=0;i<bucketCount;i++){
		if(bucket[i]){ //如果第i個桶中有資料
			for(var j=0;j<bucket[i].length;j++){
				result.push(bucket[i][j]);
			}
		}
	}

	return result;
} 

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