排序算法之桶排序

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

桶排序

桶排序是计数排序的升级版。它利用了函数的映射关系，高效与否的关键就在于这个映射函数的确定。为了使桶排序更加高效，我们需要做到这两点：

在额外空间充足的情况下，尽量增大桶的数量
使用的映射函数能够将输入的 N 个数据均匀的分配到 K 个桶中

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);

    return bucketSort(arr, 5);
}

private int[] bucketSort(int[] arr, int bucketSize) throws Exception {
    if (arr.length == 0) {
        return arr;
    }

    int minValue = arr[0];
    int maxValue = arr[0];
    for (int value : arr) {
        if (value < minValue) {
            minValue = value;
        } else if (value > maxValue) {
            maxValue = value;
        }
    }

    int bucketCount = (int) Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1;
    int[][] buckets = new int[bucketCount][0];

    // 利用映射函数将数据分配到各个桶中
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        int index = (int) Math.floor((arr[i] - minValue) / bucketSize);
        buckets[index] = arrAppend(buckets[index], arr[i]);
    }

    int arrIndex = 0;
    for (int[] bucket : buckets) {
        if (bucket.length <= 0) {
            continue;
        }
        // 对每个桶进行排序，这里使用了插入排序
        bucket = insertSort.sort(bucket);
        for (int value : bucket) {
            arr[arrIndex++] = value;
        }
    }

    return arr;
}

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