Python基数排序
概述
在本文中，我将向您介绍基数排序算法的实现过程。基数排序是一种非比较排序算法，它根据元素的每位数字进行排序。该算法适用于大量数字的排序，尤其是对于整数排序而言，它具有良好的效率和稳定性。
流程
下面是进行基数排序的步骤：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 找到待排序列表中最大的数字，并确定其位数 |
| 2 | 从最低有效位（个位）开始，按照每位数字进行排序 |
| 3 | 对于每个位数，使用稳定的计数排序或桶排序进行排序 |
| 4 | 重复第2步和第3步，直到按照所有位数进行排序 |
代码实现
首先，让我们从编写一个函数来获取给定列表中的最大数字开始：
def get_max_number(arr):
max_num = max(arr)
return len(str(max_num))
上述代码中，get_max_number 函数接受一个列表 arr 作为参数，并使用 max 函数找到列表中的最大值。然后，使用 len 函数获取最大数字的位数，并返回该值。
接下来，我们需要实现一个函数来执行基数排序。这个函数将接受一个列表 arr 作为参数，并返回一个已排序的列表：
def radix_sort(arr):
max_num_digits = get_max_number(arr)
for i in range(max_num_digits):
# 使用计数排序或桶排序对每个位数进行排序
arr = counting_sort(arr, i)
return arr
在上述代码中，我们使用一个循环来迭代位数。在每个迭代中，我们将调用一个名为 counting_sort 的函数来对当前位数进行排序。最后，我们返回已排序的列表。
现在，我们需要实现 counting_sort 函数来对给定位数进行排序。这里我们将使用稳定的计数排序算法：
def counting_sort(arr, digit):
output = [0] * len(arr)
count = [0] * 10
for num in arr:
index = num // (10 ** digit) % 10
count[index] += 1
for i in range(1, 10):
count[i] += count[i - 1]
for i in range(len(arr) - 1, -1, -1):
index = arr[i] // (10 ** digit) % 10
output[count[index] - 1] = arr[i]
count[index] -= 1
return output
上述代码中，我们首先创建一个临时数组 output，用于存储排序后的结果。然后，我们创建一个计数数组 count，用于存储每个数字出现的次数。
接下来，我们遍历输入列表 arr，并根据当前位数 digit 计算每个数字出现的次数，并将其存储在计数数组 count 中。
然后，我们通过累加计数数组 count 来确定每个数字在输出数组中的位置。
最后，我们按照计数数组 count 中的顺序，将输入列表 arr 中的数字放入输出数组 output 中。
示例运行
现在，让我们使用一个示例来演示基数排序的运行过程。假设我们有以下未排序的列表：
unsorted_list = [170, 45, 75, 90, 802, 24, 2, 66]
我们可以调用 radix_sort 函数来对该列表进行排序：
sorted_list = radix_sort(unsorted_list)
print(sorted_list)
输出结果将为：
[2, 24, 45, 66, 75, 90, 170, 802]
总结
在本文中，我们通过使用基数排序算法对给定列表进行排序的实现过程来帮助您理解该算法。基数排序是一种非比较排序算法，它根据每个数字的每位进行排序。我们使用计数排序或桶排序对每个位数进行排序，并重复此过程，直到按照所有位数进行排序。希望本文能帮助
