我什么时候应该选择桶排序而不是其他排序算法?

When should I choose bucket sort over other sorting algorithms?

什么时候桶排序算法是用于排序的最佳方法?是否有根据数据结构的大小、类型使用它们的推荐指南?

桶排序是一种基于非比较的排序算法,它假定可以创建桶数组并将要排序的项目按索引分配到这些桶中。因此,作为使用桶排序的先决条件,您需要有某种方法来获取每个项目的索引。这些索引不能仅来自散列函数;他们需要满足 属性 如果任何对象 x 在任何对象 y 之前出现,则 x 的桶索引必须不大于 y 的桶索引。许多对象都有这个 属性 - 您可以通过查看数字的某些位以这种方式对整数进行排序,并且您可以通过查看前几个字符以这种方式对字符串进行排序 - 但很多都没有。

桶排序的优点是一旦元素被分配到桶中,每个桶都可以独立于其他桶进行处理。这意味着作为后续步骤,您通常需要对比原始数组小得多的数组进行排序。这也意味着您可以对所有桶进行并行排序。缺点是,如果你的桶分配不好,你可能最终会做大量额外的工作而没有任何好处或好处很小。因此,当数据或多或少均匀分布时,或者在给定一组基于输入数组的快速启发式方法的情况下,有一种智能方法可以选择桶时,桶排序效果最佳。如果您有很大程度的并行性,桶排序也能很好地工作。

桶排序的另一个优点是您可以将其用作外部排序算法。如果你需要对一个列表进行排序,这个列表太大而无法放入内存,你可以通过 RAM 流式传输列表,将项目分配到存储在外部文件中的桶中,然后独立地对 RAM 中的每个文件进行排序。

以下是桶排序的一些缺点:

  • 如上所述,您不能将其应用于所有数据类型,因为您需要一个好的分桶方案。
  • 桶排序的效率对输入值的分布很敏感,所以如果你有紧密聚集的值,就不值得了。
  • 在许多可以使用桶排序的情况下,您也可以使用另一种专门的排序算法,如基数排序、计数排序或突发排序,以获得更好的性能。
  • 桶排序的性能取决于所选桶的数量,与其他算法相比,这可能需要一些额外的性能调整。

我希望这有助于让您了解桶排序的相对优缺点。最终,确定它是否合适的最佳方法是将它与其他算法进行比较,看看它的实际效果如何,尽管上述标准可能会帮助您避免在不太可能运行良好的情况下花费时间进行比较。