排序算法之基数排序

参考：https://www.runoob.com/w3cnote_genre/algorithm

基数排序

基数排序是一种非比较型整数排序算法，其原理是将整数按位数切割成不同的数字，然后按每个位数分别比较。由于整数也可以表达字符串（比如名字或日期）和特定格式的浮点数，所以基数排序也不是只能使用于整数。

public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
    // 对 arr 进行拷贝，不改变参数内容
    int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);

    int maxDigit = getMaxDigit(arr);
    return radixSort(arr, maxDigit);
}

/**
 * 获取最高位数
 */
private int getMaxDigit(int[] arr) {
    int maxValue = getMaxValue(arr);
    return getNumLenght(maxValue);
}

private int getMaxValue(int[] arr) {
    int maxValue = arr[0];
    for (int value : arr) {
        if (maxValue < value) {
            maxValue = value;
        }
    }
    return maxValue;
}

protected int getNumLenght(long num) {
    if (num == 0) {
        return 1;
    }
    int lenght = 0;
    for (long temp = num; temp != 0; temp /= 10) {
        lenght++;
    }
    return lenght;
}

private int[] radixSort(int[] arr, int maxDigit) {
    int mod = 10;
    int dev = 1;

    for (int i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) {
        // 考虑负数的情况，这里扩展一倍队列数，其中 [0-9]对应负数，[10-19]对应正数 (bucket + 10)
        int[][] counter = new int[mod * 2][0];

        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            int bucket = ((arr[j] % mod) / dev) + mod;
            counter[bucket] = arrayAppend(counter[bucket], arr[j]);
        }

        int pos = 0;
        for (int[] bucket : counter) {
            for (int value : bucket) {
                arr[pos++] = value;
            }
        }
    }

    return arr;
}

/**
 * 自动扩容，并保存数据
 *
 * @param arr
 * @param value
 */
private int[] arrayAppend(int[] arr, int value) {
    arr = Arrays.copyOf(arr, arr.length + 1);
    arr[arr.length - 1] = value;
    return arr;
}