基数排序C++实现

基数排序的基本思想

1. 基数排序是一种非比较型整数排序算法，其原理是将整数按位数切割成不同的数字，然后按每个位数分别比较。由于整数也可以表达字符串（比如名字或日期）和特定格式的浮点数，所以基数排序也不是只能使用于整数。
2. 基数排序的发展：（计数→桶→基数排序）
   计数排序：每个桶只存储单一键值；
   桶排序：每个桶存储一定范围的数值；
   基数排序：根据键值的每位数字来分配桶。

静态图解：

1. 按照个位数进行排序；
2. 按照十位数进行排序；
3. 按照百位数进行排序，此时序列有序。

基数排序的算法步骤：

获取序列A最大值并确定最大位数，从个位开始，按位进行桶排序（调用基数排序子函数）：

1. 初始化10个桶bucket和临时数组result；
2. 遍历序列A，将数据出现的次数存在相应的桶bucket中；
3. 调整桶bucket中各元素的值，调整后的值就是待排序列A中元素在result中的位置；
4. 将待排序列元素填入result中（后入先出顺序）；
5. result全部排好后，将其复制回待排序列A。

动态图解：

C++代码实现

#include 
#include 
using namespace std;

/*排序方法类*/
class MySort {
public:
	int n;
	int* A;
	//构造函数 ，便于挑选不同的排序方法
	MySort(int N) {
		this->n = N;
		A = new int[this->n];
		this->SetArray();
	}
	//随机初始化数组 
	void SetArray() {
		srand(time(0));
		for (int i = 0; i < n; i++) {
			A[i] = rand() % 100 + 1;
		}
	}
	//打印数组 
	void Print() {
		for (int i = 0; i < n; i++) {
			cout << A[i] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	//基数排序主函数
	void radixsort(int* A, int n) {
		int imax = 0;      //获取数组中的最大键值
		for (int i = 0; i < n; i++)imax = imax > A[i] ? imax : A[i];
		for (int iexp = 1; imax / iexp > 0; iexp *= 10)  
			_radixsort(A, n, iexp);    //从个位开始，对数组A按位进行基数排序
	}
	//按位排序子函数
	void _radixsort(int *A, int n, int exp) {
		int *result = new int[n];    //存放桶中收集数据后的临时数组
		int bucket[10] = { 0 };    //初始化10个桶
		//遍历A，将数据出现的次数存储在桶bucket中
		for (int i = 0; i < n; i++)
			bucket[(A[i] / exp) % 10]++;
		//调整bucket各元素的值，调整后的值就是A中元素在result中的位置
		for (int i = 1; i < 10; i++)
			bucket[i] = bucket[i] + bucket[i - 1];
		//将A中的元素填充到result中（从后往前排，先入后出）
		for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
			int iexp = (A[i] / exp) % 10;
			result[bucket[iexp] - 1] = A[i];
			bucket[iexp]--;
		}
		//将排序好的数组result复制回A中
		memcpy(A, result, n * sizeof(int));
	}
};

int main() {
	//初始化数组 
	int N;
	cout << "请输入数组长度:";
	cin >> N;
	MySort sort1(N);   //构造排序方法类
	cout << endl;
	cout << "基数排序前:";
	sort1.Print();
	sort1.radixsort(sort1.A,N);      //基数排序
	cout << "基数排序后:";
	sort1.Print();
	cout << endl;
	return 0;
}

代码验证：