排序算法之九基数排序(C++版本)

一. 实现原理

基数排序的相关知识，参考漫画：什么是基数排序？

二. 具体实现

实现中，使用vector作为桶，只是从编码便利的角度出发。

辅助函数

// 获取data的位数
int GetBitCount(int data)
{int curCount = 0;while (data != 0){++curCount;data = data / 10;}return curCount;
}

// 获取某个数的某一位的值，certainBit 1表示个位，2表示十位，依次类推
int GetDataInBit(int data, int certainBit)
{int remainder = 0;while (certainBit-- != 0){remainder = data % 10;data = data / 10;}return remainder;
}

// 获取数组中元素的最大位数
int GetMaxBitCount(int* pData, int size)
{int maxBitCount = 0;for (int idx = 0; idx < size; ++idx){int curBitCount = GetBitCount(pData[idx]);if (curBitCount > maxBitCount) maxBitCount = curBitCount;}return maxBitCount;
}

最终实现

void RadixSort(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size < 1) return;std::vector<std::vector<int>> tempTables(10); // 总共10个桶for (int curBit = 1; curBit <= GetMaxBitCount(pData, size); ++curBit) // 从最低为1到最高位maxBitCount{for (int idx = 0; idx < size; ++idx)// 将各个元素根据当前位的数字分到各个桶{int curData = GetDataInBit(pData[idx], curBit);tempTables[curData].push_back(pData[idx]);}int curIdx = 0; // 将桶中元素写回到原数组for (auto& curTable : tempTables){for (int curData : curTable) pData[curIdx++] = curData;curTable.clear(); // 清空vector}}
}

三. 输出验证

加上相关的输出信息后再进行调用。

辅助函数

void Print(int* pData, int size)
{for (int idx = 0; idx < size; ++idx) std::cout << pData[idx] << " ";std::cout << std::endl;
}

初始数据为

int datas[30] = { 41 167 34 100 269 124 78 258 262 164 5 245 181 27 61 191 295 242 27 36 291 204 2 153 292 82 21 116 218 95 };

输出版本

void RadixSort_Output(int* pData, int size)
{if (nullptr == pData || size < 1) return;std::vector<std::vector<int>> tempTables(10);  // 总共10个桶int maxBitCount = GetMaxBitCount(pData, size);for (int curBit = 1; curBit <= maxBitCount; ++curBit) // 从最低为1到最高位maxBitCount{for (int idx = 0; idx < size; ++idx)// 将各个元素根据当前位的数字分到各个桶{int curData = GetDataInBit(pData[idx], curBit);tempTables[curData].push_back(pData[idx]);}std::cout << std::endl << "CUR BIT " << curBit << std::endl;for (int idx = 0; idx < (int)tempTables.size(); ++idx){auto& curTable = tempTables[idx];std::cout << std::endl << "BUCKET " << idx << std::endl;Print(curTable.data(), (int)curTable.size());}int curIdx = 0; // 将桶中元素写回到原数组for (auto& curTable : tempTables){for (int curData : curTable) pData[curIdx++] = curData;curTable.clear();}std::cout << "WRITE BACK " << std::endl;Print(pData, size);}
}

调用输出

INIT DATA // 初始数据
41 167 34 100 269 124 78 258 262 164 5 245 181 27 61 191 295 242 27 36 291 204 2 153 292 82 21 116 218 95CUR BIT 1 // 开始按个个位进行分桶BUCKET 0 // 0号桶
100BUCKET 1 // 1号桶
41 181 61 191 291 21BUCKET 2 // 2号桶
262 242 2 292 82BUCKET 3 // 3号桶
153BUCKET 4 // 4号桶
34 124 164 204BUCKET 5 // 5号桶
5 245 295 95BUCKET 6 // 6号桶
36 116BUCKET 7 // 7号桶
167 27 27BUCKET 8 // 8号桶
78 258 218BUCKET 9 // 9号桶
269WRITE BACK // 将桶中元素写回到远数组
100 41 181 61 191 291 21 262 242 2 292 82 153 34 124 164 204 5 245 295 95 36 116 167 27 27 78 258 218 269CUR BIT 2 // 开始按十位进行分桶BUCKET 0
100 2 204 5BUCKET 1
116 218BUCKET 2
21 124 27 27BUCKET 3
34 36BUCKET 4
41 242 245BUCKET 5
153 258BUCKET 6
61 262 164 167 269BUCKET 7
78BUCKET 8
181 82BUCKET 9
191 291 292 295 95WRITE BACK
100 2 204 5 116 218 21 124 27 27 34 36 41 242 245 153 258 61 262 164 167 269 78 181 82 191 291 292 295 95CUR BIT 3 // 开始按百位进行分桶BUCKET 0
2 5 21 27 27 34 36 41 61 78 82 95BUCKET 1
100 116 124 153 164 167 181 191BUCKET 2
204 218 242 245 258 262 269 291 292 295BUCKET 3BUCKET 4BUCKET 5BUCKET 6BUCKET 7BUCKET 8BUCKET 9WRITE BACK
2 5 21 27 27 34 36 41 61 78 82 95 100 116 124 153 164 167 181 191 204 218 242 245 258 262 269 291 292 295FINAL DATA // 最终数据
2 5 21 27 27 34 36 41 61 78 82 95 100 116 124 153 164 167 181 191 204 218 242 245 258 262 269 291 292 295

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