【C/C++ 06】基数排序

基数排序是桶排序的一种，算法思路为：

1. 利用队列进行数据收发
2. 创建一个队列数组，数组大小为10，每个元素都是一个队列，存储取模为1~9的数
3. 从低位到高位进行数据收发，完成排序
4. 适用于数据位不高的情况（若不知道数据集的最大位数，则只能往大了猜，降低效率）

基数排序是不稳定排序算法，时间复杂度为，K为数据最大位数，也可表示为。

虽然基数排序有着非常优秀的效率，甚至比快排还快，但是由于算法受限于数据的位数，因此并不常见。

代码示例，假设测试数据数组元素最大位数为3：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include 
#include 
using namespace std;

// 数据最大位数
#define K 3		

// 取模的类别数（桶数、基数）
#define RADIX 10

// 桶
queue _q[RADIX];

// 获取val值对应桶的位置，即哈希映射
int GetPos(int a, int k)
{
	int pos = a % RADIX;
	while (k--)
	{
		a /= RADIX;
		pos = a % RADIX;
	}
	return pos;
} 

// 分发数据，将数组数据按模分发到哈希桶上
void Distribute(int* arr, int left, int right, int k)
{
	for (int i = left; i < right; ++i)
	{
		int pos = GetPos(arr[i], k);
		_q[pos].push(arr[i]);
	}
} 

// 收集数据，根据队列的特性从哈希桶上收集数据，存入数组
void Collect(int* arr)
{
	int pos = 0;
	for (int i = 0; i < RADIX; ++i)
	{
		while (!_q[i].empty())
		{
			arr[pos++] = _q[i].front();
			_q[i].pop();
		}
	}
} 

void RadixSort(int* arr, int n)
{
	int k = 0;
	while (k < K)
	{
		Distribute(arr, 0, n, k++);
		Collect(arr);
	}
} 

/*----------测试模块---------- */

// 打印数组
void PrintArr(int* arr, int n)
{
	for (int i = 0; i < n; ++i)
	{
		printf("%4d", arr[i]);
	} 
	cout << endl;
} 

void TestRadixSort()
{
	cout << "基数排序：";
	int arr[20] = {
		112, 23, 5, 17, 129, 0, 211, 4, 61, 8,
		511, 51, 25, 10, 210, 111, 3, 5, 18, 6
	};
	RadixSort(arr, 20);
	PrintArr(arr, 20);
} 

int main()
{
	TestRadixSort();
	return 0;
}

运行结果：