python與桶排序

問題提出：

將以下數據：

6, 8, 2, 3, 4, 0, 9, 1, 5，1

按從小到達排列。

---

桶排序原理：

桶排序也叫計數排序，簡單來說，就是將數據集里面所有元素按順序列舉出來，然后統計元素出現的次數。最后按順序輸出數據集里面的元素。

排序過程如下：

一、初始化桶的大小

把數據集里面每一個元素當作一個桶，由上面問題看出，原始數據范圍在0--9之間，因此我就需要有10個桶，如下圖

第一行為初始化計數為0，第二行為各個元素。

二、計數

接下來讀入第一原始數據為6,則在下標為6的桶中增加1,如下圖：

再讀入下一個原始數據為8,則在下標為8的桶中增加1,如下圖： 

以此類推，最后遍歷完所有原始數據時，10個桶的計數如下圖：

三、輸出數據

在完成原始數據的遍歷計數后，接下來遍歷各個桶，輸出數據：

元素0計數為1,則輸出0,

元素1計數為2,則輸出1 1,

元素2計數為1,則輸出2,

元素3計數為1,則輸出3,

元素4計數為1,則輸出4,

元素5計數為1,則輸出5,

元素6計數為1,則輸出6,

元素7計數為0,則不輸出元素,

元素8計數為1,則輸出8,

元素9計數為1,則輸出9,

最后結果輸出為：0, 1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9

---

 

代碼實現

由上述原理可以看出，桶排序需要以下三個步驟：

1.申請一個包含所有元素的數組，並初始化。

2.遍歷原始數據，並計數。

3.遍歷計數完成后的各個數組元素，輸出數據。

以下是python代碼的實現：

#!/usr/bin/env python
#-*- coding:utf8 -*-

class BucketSort(object):
    '''
    self.datas:       要排序的數據列表
    self.bucketSize:  水桶的大小(數據集的范圍，如bucketSize=10,
                      則表示數據集的范圍為0-9)
    self.result:      保存排序后的結果
    self.bucket:      代表水桶，指數據集內的所有元素
    _sort():          排序函數
    show():           輸出結果的函數

    用法：
    BucketSort(datas, size)   或者BucketSort(datas)，size的默認值為100

    BucketSort(datas)._sort() 這樣就是開始排序
    BucketSort(datas).show()  這樣就可以把排序后的結果輸出
    '''
    def __init__(self, datas, size=100):
        self.datas = datas
        self.bucketSize = size
        self.result = [0 for i in range(len(datas))]
        self.bucket = [0 for i in range(self.bucketSize)]

    def _sort(self):
        # 讀入各個元素，並在對應的位置統計，當bucket里的元素不為0
        # 就保存到result里面
        for num in self.datas:
            self.bucket[num] += 1
        j = 0
        for i in range(self.bucketSize):
            while(self.bucket[i]):
                self.result[j] = i
                self.bucket[i] -= 1
                j += 1

    def show(self):
        print "Resutl is:",
        for i in self.result:
            print i,
        print ''


if __name__ == '__main__':
    try:
        size = raw_input("Please input size(default=100):")
        if size:
            size = int(size)
        datas = raw_input('Please input some number:')
        datas = datas.split()
        datas = [int(datas[i]) for i in range(len(datas))]
    except Exception:
        pass
    if size:
        bks = BucketSort(datas, size)
    else:
        bks = BucketSort(datas)
    bks._sort()
    bks.show()

---

總結：

1.桶排序的優點就是特別快，真的是特別快！特別快！特別塊！

2.缺點就是特別耗資源，如果數據取值的范圍是0---10¹⁰, 就要申請一個大小為10¹⁰的數組，想想這得多耗內存空間。闊怕！

3.我上面寫的程序也只是一個演示性的，漏洞挺多，目前只能排序大於零的整數。

---

最后有興趣的同學可以關注我的微信公眾號，可以隨時及時方便看我的文章。*^_^*

掃碼關注或者搜索微信號：King_diary