基数排序

详细解释参考: http://en.wikipedia.org/wiki/Radix_sort
1,"基数排序法"(radix sort)则是属于"分配式排序"(distribution sort),基数排序法又称"桶子法"(bucket sort)或bin sort.
它是透过键值的部份资讯,将要排序的元素分配至某些"桶"中,藉以达到排序的作用.

复杂度分析:
基数排序法是属于稳定性的排序,其时间复杂度为O(kN),其中k为key的长度,而N为个数.
空间复杂度为O(kN)。

2,基数排序的方式可以采用LSD(Least significant digital)或MSD(Most significant digital),LSD的排序方式由键值的最右边开始,而MSD则相反,由键值的最左边开始。
LSD的基数排序适用于位数小的数列,如果位数多的话,使用MSD的效率会比较好

3,以LSD为例,假设原来有一串数值如下所示:
73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81
首先根据个位数的数值,在走访数值时将它们分配至编号0到9的桶子中:
  0
  1 81
  2 22
  3 73 93 43
  4 14
  5 55 65
  6
  7
  8 28
  9 39
接下来将这些桶子中的数值重新串接起来,成为以下的数列:
  81, 22, 73, 93, 43, 14, 55, 65, 28, 39
接着再进行一次分配,这次是根据十位数来分配:
  0
  1 14
  2 22 28
  3 39
  4 43
  5 55
  6 65
  7 73
  8 81
  9 93
接下来将这些桶子中的数值重新串接起来,成为以下的数列:
  14, 22, 28, 39, 43, 55, 65, 73, 81, 93

4,实例代码:
#include <iostream>
using namespace std;

int maxbit(int data[],int n) //辅助函数,求数据的最大位数
{
    int d = 0;
    int * tmp = new int[n];
    for(int i = 0 ;i < n;i++)
        tmp[i]= data[i];
    for(int i = 0;i < n;i++)
    {
        int p =1;
        while(tmp[i]/10 > 0)
        {
            p++;
            tmp[i] = tmp[i]/10;
        }
        if(d < p) d = p;
    }
    delete [] tmp;
    return d;
}

void radixsort(int data[],int n) //基数排序
{
    int d = maxbit(data,n); //最大位数
    int * tmp = new int[n];
    int * count = new int[10]; //计数器
    int radix = 1;
    for(int i = 0; i< d;i++) //进行d次排序
    {
        int k;
        for(int j = 0;j < 10;j++)
            count[j] = 0; //每次分配前清空计数器
        for(int j = 0;j < n; j++)
        {
            k = (data[j]/radix)%10; //统计每个桶中的记录数
            count[k]++; //懂
        }
        for(int j = 1;j < 10;j++)
            count[j] = count[j-1] + count[j]; //将tmp中的位置依次分配给每个桶
        //这里根据基数把元素放到tmp中. 从后往前放,保证上一次的次序
        for(int j = n-1;j >= 0;j--) //将所有桶中记录依次收集到tmp中
        {
            k = (data[j]/radix)%10;
            count[k]--;
            tmp[count[k]] = data[j];
        }
        for(int j = 0;j < n;j++) //将临时数组的内容复制到data中
            data[j] = tmp[j];

        //显示每步排序完毕后的结果
        for(int j=0;j<n;j++)
            cout<<data[j]<<" ";
        cout<<endl;

        radix *= 10;
    }
    delete [] tmp;
    delete [] count;
}

void Output(int data[], int n)
{
    for(int i = 0 ; i < n ; i++ )
        cout << data[i] << " ";
    cout << endl;
}


int main()
{
    int data[]={73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81};
    int n=sizeof(data)/sizeof(data[0]);
    radixsort(data,n);
    Output(data,n);
    return 0;
}

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