桶排序（BucketSort）思想与实现

　　桶排序属于简单而且易于理解的排序算法，接下来介绍一下该算法的思想。

(1) 桶排序的思想

　　桶排序的思想就是：首先遍历一遍数组，找出数组中值最大的元素，假设最大的元素为Max；然后定义Max+1个“桶”，可以用“队列”或“栈”来定义；之后再遍历一遍数组，将元素值为i的元素放在第i个桶中；最后从第0个桶开始遍历，将桶中的元素依次放入原有数组中，直到遍历到第Max个桶为止。

　　由此可见，桶排序目的是以扩大内存空间为代价，从而减少时间复杂度。但是假若数组中的元素很少，而数组中值最大的元素非常大的时候，用这种算法显然也不能减少时间复杂度，故实际中很少用到这种排序算法。此外，对于浮点型的数据，这种算法就非常不适合，除非找到桶的下标（因为桶的下标为整型）与数值精度的映射关系。在桶排序的基础上，对该算法进行了改进，产生了“基数排序”，读者若是想了解“基数排序”思想，可以点击这里。

(2) 桶排序的实现

　　本次排序算法采用C++模版编程来实现。

#include 
#include 
#include 


using std::cout;
using std::endl;
using std::ostream_iterator;
using std::queue;

template
void PrintArr(T (&arr)[N])
{
    copy(arr,arr+N,ostream_iterator(cout," "));
    cout << endl;
}

template
void BucketSort(T (&arr)[N])
{
    size_t i(0),j(0),max(arr[0]);
    while(i < N) {
        if(arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
        i++;
    }
    queue buckets[max+1];
    i = 0;
    while(i < N) {
        buckets[arr[i]].push(arr[i]);
        i++;
    }
    i = 0;
    while(i <= max) {
        while(!buckets[i].empty()) {
            arr[j] = buckets[i].front();
            buckets[i].pop();
            j++;
        }
        i++;
    }
}

int main()
{
    int arr[]= {2,1,5,3,2,6,1,1,8,4,7};
    cout << "The init:" << endl;
    PrintArr(arr);
    cout << "The sort:" << endl;
    BucketSort(arr);
    PrintArr(arr);
    cout << "The final:" << endl;
    PrintArr(arr);
}

原始数组为：2   1   5   3   2   6   1   1   8   4   7

程序运行的结果为：1   1   1   2   2   3   4   5   6   7   8