性能要比快速排序还要快上很多倍的桶排序

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桶排序可以说得上是最简单的排序算法了，但是它的使用范围非常狭窄，不过不可否认的是在其适用范围内，它的性能要比快速排序还要快上很多倍。

没错，桶排序也是一种非比较型排序算法，这也正是它能够超越快速排序的原因。

桶排序主要有以下缺陷：

1. 参与排序的数组存放的必须是整数。
2. 数组中的最大数和最小数保持在一个合理的间距内。
3. 需要额外的内存空间。

下面将通过一个例子讲解桶排序的核心思想：

假如说我们需要对全国高考语文成绩进行排序，由于总分只有 150 分，而且所有的值都在 [0, 150] 之间，所以我们可以申请一个大小为 151 的辅助数组。

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var countArray= [];

for(vari =0;i <=150;i++){

    countArray[i]= 0;

}

首先我们将数组的值都置为 0。然后我们以各考生的成绩为下标递增辅助数组的值。比如说一个考生成绩为 90，那么我们就让 countArray[90]++，这样一直运算下去，直到所有的考生成绩都被遍历完，我们就可以统计出来每个分数有多少考生，然后再将辅助数组中的值复制回原数组，整个数组自然而然就有序了！

实现

大概了解了桶排序的思想，下面就来实现一下，假说某年参加高考的学生共有 500 万人，我们对其语文成绩进行排序。

下面是排序代码：

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function countSort(array,k){

    varlength = array.length,

        countArray= [],

        i;

    for (i= 0;i <k;i++){

        countArray[i]= 0;

    }

    for (i= 0;i <length;i++){

        countArray[array[i]]++;

    }

    varz =0;

    for (i= 0;i <k;i++){

        while (countArray[i]--> 0){

            array[z++]= i;

        }

    }

}

下面是测试代码：

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        vararray = [];

        for(vari =0;i <5000000;i++){

            array.push(Math.floor(Math.random()* 151));

        }

        console.time();

        countSort(array,151);

        console.timeEnd();

        console.log(array);

以上代码在我电脑上的运行时间在 23ms 左右，可见，桶排序排序 500万数据的速度是如此之快，而我用快速排序对同一个数组进行排序，花了 320 ms 左右。

所以，如果在合适的时机选择计数排序，将节省很多时间。

改进

看了以上代码也许你发现了，上述代码如果排序一个数值在 [10000, 10200] 范围内的数组的话，将申请大量的内存，为了节省内存，我们不得不改进这个算法，让其适应指定范围内排序。

很简单的，我们可以在方法中设置一个 low 和 max 参数，就可以灵活自如了。

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function countSort(array,low,max){

    varlength = array.length,

        countArray= [],

        i,

        k= max- low+ 1;

    for (i= 0;i <k;i++){

        countArray[i]= 0;

    }

    for (i= 0;i <length;i++){

        countArray[array[i]- low]++;

    }

    varz =0;

    for (i= 0;i <k;i++){

        while (countArray[i]--> 0){

            array[z++]= i+ low;

        }

    }

    console.log(countArray.length);

}

总结

最近一直在学习排序算法，发现比较型算法虽然速度比较慢一些(比较型算法的下限是 O(NlogN))，但是适用范围很广。非比较型算法虽然使用范围很有限，但是其速度非常之快。所以在选择排序算法时，根据程序的数值类型以及范围，首先要考虑是否能够使用非比较型算法，如果不可以再选用比较型算法，比如快速排序。

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