python实现桶排序

news2024/11/15 10:51:27

桶排序（Bucket Sort）是一种排序算法，它将待排序的元素分到有限数量的桶（buckets）中，然后分别对每个桶中的元素进行排序，最后按照顺序将所有的桶中的元素依次取出，即可得到有序序列。桶排序通常适用于待排序数据的范围（或分布）已知，并且较为均匀的情况下。

算法思想：
将待排序的数据划分到有限数量的桶中。
对每个桶中的元素进行排序。这里可以使用其他排序算法，或者递归地使用桶排序。
将所有桶中的元素按照顺序依次取出，即可得到有序序列。

步骤：
确定桶的数量以及每个桶的范围。桶的数量通常选择为待排序元素的个数，每个桶的范围根据待排序元素的取值范围而定。
遍历待排序数组，将每个元素放入对应的桶中。
对每个非空的桶进行排序，可以使用快速排序、插入排序等。
将所有非空桶中的元素按照顺序依次取出，即为排序后的结果。

时间复杂度：
如果待排序数据均匀分布在各个桶中，则桶排序的时间复杂度为 O(n+k)，其中 n 表示待排序元素的数量，k 表示桶的数量。
在最坏情况下，如果所有元素都分配到同一个桶中，则桶排序的时间复杂度为 O(n^2)，这时需要对每个桶进行排序。

应用场景：
桶排序适用于待排序数据的范围已知，并且较为均匀的情况下。例如，对一组在特定范围内的浮点数进行排序。

优缺点：
优点：简单高效，适用于大量数据的排序。
缺点：需要额外的存储空间，且如果数据分布不均匀，可能会导致某些桶过于庞大，造成额外的时间和空间开销。
桶排序是一种高效的排序算法，在某些特定的场景下具有较好的性能表现。然而，需要根据实际情况选择合适的排序算法以及合理设置桶的数量和范围，以确保算法的有效性。

def bucket_sort(arr):
    # 创建桶列表，每个桶用一个列表表示
    num_buckets = len(arr)
    buckets = [[] for _ in range(num_buckets)]

    # 将待排序数组中的元素分配到对应的桶中
    for num in arr:
        bucket_index = int(num/10)
        buckets[bucket_index].append(num)
    print(buckets)
    # 对每个非空桶中的元素进行排序
    for bucket in buckets:
        bucket.sort()

    # 合并所有桶中的元素
    sorted_arr = []
    for bucket in buckets:
        sorted_arr.extend(bucket)

    return sorted_arr


# 测试示例
arr = [8, 5, 22, 15, 28, 9, 45, 42, 39, 19, 27, 47, 12]
print("排序后的数组：", bucket_sort(arr))

算法思路：

创建一个桶列表，列表的长度通常取决于待排序数组中的元素数量，每个桶用一个列表来表示。
遍历待排序数组，将每个元素根据其值的大小分配到对应的桶中。这里的分配方法是n/10
在这里插入图片描述