C++ 實現桶排序的示例代碼

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桶排序：整數 

原理

原理簡述：按照需要排序數組的實際情況，生成一個一定長度的一維數組，用於統計需要排序數組的不同數值的重復次數，完成統計後，再按順序重復輸出該數值

實現步驟：

  • 確定需要排序數組的最大值和最小值
  • 生成桶數組，並初始化
  • 對需要排序數組進行統計，統計結果放入相應的桶中
  • 循環輸出桶，並替換原序列

模擬生成整數隨機數

#include <random>
#include <ctime>
 
// 傳入空數組arr[]以及它的長度len，填入[min, max]區間內的隨機整數
void getRand(int arr[], int len, int min, int max) {
    std::default_random_engine e;
    e.seed(time(0));
    std::uniform_int_distribution<int> u(min,max);
    for (int i = 0; i < len; i++) arr[i] = u(e);
}

桶排序實現

#include <climits>
 
void bucketSort(int arr[], int len) {
    // 確定最大值和最小值
    int max = INT_MIN; int min = INT_MAX;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (arr[i] > max) max = arr[i];
        if (arr[i] < min) min = arr[i];
    }
 
    // 生成桶數組
    // 設置最小的值為索引0，每個桶間隔為1
    int bucketLen = max - min + 1;
    // 初始化桶
    int bucket[bucketLen];
    for (int i = 0; i < bucketLen; i++) bucket[i] = 0;
 
    // 放入桶中
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        index = arr[i] - min;
        bucket[index] += 1;
    }
 
    // 替換原序列
    int start = 0;
    for (int i = 0; i < bucketLen; i++) {
        for (int j = start; j < start + bucket[i]; j++) {
            arr[j] = min + i;
        }
        start += bucket[i];
    }
}

完整版可運行程序

#include <iostream>
#include <random>
#include <ctime>
#include <climits>
 
// 一些參數
const int MAX = 30;
const int LEN = 64;
 
void bucketSort(int arr[], int len);
void getRand(int arr[], int len, int min, int max);
 
int main() {
    int arr[LEN] = {0};
 
    // 產生隨機值
    getRand(arr,LEN,0,MAX);
 
    // 打印隨機值
    std::cout << "Before sorted:" << std::endl;
    for (int i : arr) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << "" << std::endl;
 
    // 排序
    bucketSort(arr,LEN);
 
    // 打印輸出值
    std::cout << "After sorted:" << std::endl;
    for (int i : arr) {
        std::cout << i << " ";
    }
}
 
void getRand(int arr[], int len, int min, int max) {
    std::default_random_engine e;
    e.seed(time(0));
    std::uniform_int_distribution<int> u(min,max);
    for (int i = 0; i < len; i++) arr[i] = u(e);
}
 
void bucketSort(int arr[], int len) {
    // 確定最大值和最小值
    int max = INT_MIN; int min = INT_MAX;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (arr[i] > max) max = arr[i];
        if (arr[i] < min) min = arr[i];
    }
 
    // 生成桶數組
    // 設置最小的值為索引0，每個桶間隔為1
    int bucketLen = max - min + 1;
    // 初始化桶
    int bucket[bucketLen];
    for (int i = 0; i < bucketLen; i++) bucket[i] = 0;
 
    // 放入桶中
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        index = arr[i] - min;
        bucket[index] += 1;
    }
 
    // 替換原序列
    int start = 0;
    for (int i = 0; i < bucketLen; i++) {
        for (int j = start; j < start + bucket[i]; j++) {
            arr[j] = min + i;
        }
        start += bucket[i];
    }
}

結果 

時間復雜度計算

分析算法步驟：

  • 確定需要排序數組的最大值和最小值 – 循環len次
  • 生成桶數組，並初始化 – 循環bucketLen次
  • 對需要排序數組進行統計，統計結果放入相應的桶中 – 循環len次
  • 循環輸出桶，並替換原序列 – 循環bucketLen+len次

總時間復雜度為 O(3*len + 2*bucketLen) .

P.S. 浮點型的桶排序，由於考慮到每個桶之間區間間隔難以確定、每個桶內儲存的值數量不定等情況，筆者目前尚無法通過基礎的C++運算來實現，使用一些高級功能又怕時間復雜度爆炸，最終得不償失，不如轉而研究其他類型的排序方法更值得。如果有大佬寫出來浮點型桶排序，可以評論或者私信我，感謝！

** 參考書籍：啊哈！算法

到此這篇關於C++ 實現桶排序的示例代碼的文章就介紹到這瞭,更多相關C++ 桶排序內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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