Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之常見的分配排序法示例【桶排序與基數(shù)排序】

本文實(shí)例講述了Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之常見的分配排序法。分享給大家供大家參考，具體如下：
箱排序（桶排序）
箱排序是根據(jù)關(guān)鍵字的取值范圍1~m，預(yù)先建立m個(gè)箱子，箱排序要求關(guān)鍵字類型為有限類型，可能會(huì)有無限個(gè)箱子，實(shí)用價(jià)值不大，一般用于基數(shù)排序的中間過程。
桶排序是箱排序的實(shí)用化變種，其對(duì)數(shù)據(jù)集的范圍，如[0,1) 進(jìn)行劃分為n個(gè)大小相同的子區(qū)間，每一個(gè)子區(qū)間為一個(gè)桶，然后將n非記錄分配到各桶中。因?yàn)殛P(guān)鍵字序列是均勻分布在[0,1)上的，所以一般不會(huì)有很多記錄落入同一個(gè)桶中。
以下的桶排序方法采用字典實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)于整數(shù)類型，并不需要建立多余空間
def BuckSort(A):
 bucks = dict()  # 桶
 for i in A:
  bucks.setdefault(i,[]) # 每個(gè)桶默認(rèn)為空列表
  bucks[i].append(i)  # 往對(duì)應(yīng)的桶中添加元素
 A_sort = []
 for i in range(min(A), max(A)+1):
  if i in bucks:     # 檢查是否存在對(duì)應(yīng)數(shù)字的桶
   A_sort.extend(bucks[i])  # 合并桶中數(shù)據(jù)
 return A_sort
基數(shù)排序    
# 基數(shù)排序
# 輸入：待排序數(shù)組s, keysize關(guān)鍵字位數(shù), 亦即裝箱次數(shù), radix基數(shù)
def RadixSort(s, keysize=4, radix=10):
 # 按關(guān)鍵字的第k分量進(jìn)行分配 k = 4,3,2,1
 def distribute(s,k):
  box = {r:[] for r in range(radix)}  # 分配用的空箱子
  for item in s:   # 依次掃描s[]，將其裝箱
   t = item
   t /= 10**(k-1)
   t %= 10    # 去關(guān)鍵字第k位
   box[t].append(item)
  return box
 # 按分配結(jié)果重新排列數(shù)據(jù)
 def collect(s,box):
  a = 0
  for i in range(radix):
   s[a:a + len(box[i])] = box[i][:] # 將箱子中元素的合并，覆蓋到原來的數(shù)組中
   a += len(box[i])     # 增加偏移值
 # 核心算法
 for k in range(1,keysize+1):
  box = distribute(s,k)   # 按基數(shù)分配
  collect(s,box)     # 按分配結(jié)果拼合
以下摘自：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法——理論與實(shí)踐》
基數(shù)排序可以拓展為按多關(guān)鍵字排序，如對(duì)撲克牌按花色、按點(diǎn)數(shù)排序。
一般地，設(shè)線性表有那個(gè)待排序元素，每個(gè)元素包含d個(gè)關(guān)鍵字{k1,k2,...,kd}，則該線性表對(duì)關(guān)鍵字有序指，對(duì)于線性表中任意兩個(gè)元素r[i]和r[j]，1<=i<=j<=n，都滿足下列有序關(guān)系：
　　　　{k1i,k2i,...,kdi} < {k1j,k2j,...,kdj}
其中k1稱為最主位關(guān)鍵字，kd稱為最次位關(guān)鍵字
其排序方法分兩種：最高位優(yōu)先MSD（most significant digit frist）與最低位優(yōu)先LSD（least significant digit first）
MSD： 先按k1排序分組，同一組的個(gè)元素，若關(guān)鍵字k1相等，再對(duì)各組按k2排序分成子組，依次類推，直到最次位kd對(duì)各子組排序后，再將各組鏈接起來。
LSD： 與MSD相反，先按kd排序，再對(duì)kd-1排序，依次類推。