如何使用C#寫基數排序演算法

如何使用C#寫基數排序演算法

引言：
基數排序（Radix Sort）是一種非比較型的排序演算法，適用於對整數進行排序。它的基本思想是將待排序的元素依照低位到高位的順序依序排序，從而得到有序序列。相對於其他排序演算法，基數排序的時間複雜度較低，且具有穩定性。

實作步驟：

1. 找出待排序陣列中最大的數字，並決定其位數。
2. 根據最大位數，從低位到高位，依序進行下一步操作。
3. 對待排序數組進行計數排序，並根據目前位的數字進行分組。
4. 將分組後的陣列重新組合成一個新的待排序陣列。
5. 重複步驟3和4，直到所有的位數都比較完畢。

程式碼範例：
以下是使用C#編寫的基數排序演算法的範例程式碼：

using System;

public class RadixSort
{
    public static void Sort(int[] array)
    {
        int max = GetMaxValue(array);
        int digits = GetDigits(max);

        for (int i = 0; i < digits; i++)
        {
            CountingSort(array, i);
        }
    }

    private static int GetMaxValue(int[] array)
    {
        int max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.Length; i++)
        {
            if (array[i] > max)
            {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }

    private static int GetDigits(int number)
    {
        int digits = 0;
        while (number > 0)
        {
            number /= 10;
            digits++;
        }
        return digits;
    }

    private static void CountingSort(int[] array, int digit)
    {
        int[] count = new int[10];
        int[] sortedArray = new int[array.Length];

        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            int digitValue = GetDigitValue(array[i], digit);
            count[digitValue]++;
        }

        for (int i = 1; i < count.Length; i++)
        {
            count[i] += count[i - 1];
        }

        for (int i = array.Length - 1; i >= 0; i--)
        {
            int digitValue = GetDigitValue(array[i], digit);
            int index = count[digitValue] - 1;
            sortedArray[index] = array[i];
            count[digitValue]--;
        }

        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            array[i] = sortedArray[i];
        }
    }

    private static int GetDigitValue(int number, int digit)
    {
        for (int i = 0; i < digit; i++)
        {
            number /= 10;
        }
        return number % 10;
    }
}

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        int[] array = { 170, 45, 75, 90, 802, 24, 2, 66 };
        
        Console.WriteLine("Before sorting:");
        foreach (int num in array)
        {
            Console.Write(num + " ");
        }
        
        RadixSort.Sort(array);
        
        Console.WriteLine("

After sorting:");
        foreach (int num in array)
        {
            Console.Write(num + " ");
        }
    }
}

執行結果：

Before sorting:
170 45 75 90 802 24 2 66 

After sorting:
2 24 45 66 75 90 170 802

總結：
基數排序演算法是一種效率較高的排序演算法，能夠對整數陣列進行快速排序。透過將待排序數組依照位數從低到高排序，最終得到有序的數組。使用C#寫基數排序演算法時，我們需要先找出待排序數組的最大值和位數，然後按照每一位進行計數排序，最後將排序後的數組重新組合得到有序結果。透過範例程式碼的運行結果可以看到，基數排序演算法能夠正確地對數組進行排序。

以上是如何使用C#寫基數排序演算法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！