c++ - C++实现的基数排序

Question

我正在尝试通过创建一个程序来改进我的 C++，该程序将采用 1 到 10^6 之间的大量数字。将在每次传递中存储数字的存储桶是一个节点数组(其中节点是我创建的包含值和下一个节点属性的结构)。

根据最低有效值将数字排序到桶中后，我将一个桶的末尾指向另一个桶的开头(这样我就可以快速获取存储的数字而不会打乱顺序)。我的代码没有错误(无论是编译还是运行时)，但我在如何解决剩余的 6 次迭代方面遇到了困难(因为我知道数字的范围)。

我遇到的问题是，最初数字是以 int 数组的形式提供给 radixSort 函数的。在排序的第一次迭代之后，数字现在存储在结构数组中。有什么方法可以重写我的代码，以便我只有一个 for 循环用于 7 次迭代，或者我是否需要一个 for 循环运行一次，而它下面的另一个循环将运行 6 次，然后返回完全排序的名单？

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;

struct node
{
    int value;
    node *next; 
};

//The 10 buckets to store the intermediary results of every sort
node *bucket[10];
//This serves as the array of pointers to the front of every linked list
node *ptr[10];
//This serves as the array of pointer to the end of every linked list
node *end[10];
node *linkedpointer;
node *item;
node *temp;

void append(int value, int n)
{
    node *temp; 
    item=new node;
    item->value=value;
    item->next=NULL;
    end[n]=item;
    if(bucket[n]->next==NULL)
    {
        cout << "Bucket " << n << " is empty" <<endl;
        bucket[n]->next=item;
        ptr[n]=item;
    }
    else
    {
        cout << "Bucket " << n << " is not empty" <<endl;
        temp=bucket[n];
        while(temp->next!=NULL){
            temp=temp->next;
        }
        temp->next=item;
    }
}

bool isBucketEmpty(int n){
    if(bucket[n]->next!=NULL)
        return false;
    else
        return true;
}
//print the contents of all buckets in order
void printBucket(){
    temp=bucket[0]->next;
    int i=0;
    while(i<10){
        if(temp==NULL){
            i++;
            temp=bucket[i]->next;                       
        }
        else break;

    }
    linkedpointer=temp;
    while(temp!=NULL){
        cout << temp->value <<endl;
        temp=temp->next;
    }
}

void radixSort(int *list, int length){
    int i,j,k,l;
    int x;
    for(i=0;i<10;i++){
        bucket[i]=new node;
        ptr[i]=new node;
        ptr[i]->next=NULL;
        end[i]=new node;
    }
    linkedpointer=new node;

    //Perform radix sort
    for(i=0;i<1;i++){
        for(j=0;j<length;j++){          
            x=(int)(*(list+j)/pow(10,i))%10;            
            append(*(list+j),x);
            printBucket(x); 
        }//End of insertion loop
        k=0,l=1;

        //Linking loop: Link end of one linked list to the front of another
        for(j=0;j<9;j++){
            if(isBucketEmpty(k))
                k++;
            if(isBucketEmpty(l) && l!=9)
                l++;
            if(!isBucketEmpty(k) && !isBucketEmpty(l)){
                end[k]->next=ptr[l];
                k++;
                if(l!=9) l++;   
            }

        }//End of linking for loop

        cout << "Print results" <<endl;
        printBucket();

        for(j=0;j<10;j++)
            bucket[i]->next=NULL;                       
        cout << "End of iteration" <<endl;
    }//End of radix sort loop
}

int main(){
    int testcases,i,input;
    cin >> testcases;
    int list[testcases];
    int *ptr=&list[0];
    for(i=0;i<testcases;i++){
        cin>>list[i];
    }

    radixSort(ptr,testcases);
    return 0;
}

Answer 1

我认为您的解决方案过于复杂了。您可以使用输入中接收到的单个数组来实现基数，每个步骤中的桶由一个索引数组表示，这些索引标记输入数组中每个桶的起始索引。

事实上，您甚至可以递归地执行此操作:

// Sort 'size' number of integers starting at 'input' according to the 'digit'th digit
// For the parameter 'digit', 0 denotes the least significant digit and increases as significance does
void radixSort(int* input, int size, int digit)
{
    if (size == 0)
        return;

    int[10] buckets;    // assuming decimal numbers

    // Sort the array in place while keeping track of bucket starting indices.
    // If bucket[i] is meant to be empty (no numbers with i at the specified digit),
    // then let bucket[i+1] = bucket[i]

    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        radixSort(input + buckets[i], buckets[i+1] - buckets[i], digit+1);
    }
}

当然 buckets[i+1] - buckets[i] 会在 i 为 9 时导致缓冲区溢出，但为了可读性我省略了额外的检查；我相信您知道如何处理。

这样，您只需调用 radixSort(testcases, sizeof(testcases)/sizeof(testcases[0]), 0) 即可对您的数组进行排序。