一步一步写算法（之基数排序）

原文:一步一步写算法（之基数排序）

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    基数排序是另外一种比较有特色的排序方式，它是怎么排序的呢？我们可以按照下面的一组数字做出说明：12、 104、 13、 7、 9

    （1）按个位数排序是12、13、104、7、9

    （2）再根据十位排序104、7、9、12、13

    （3）再根据百位排序7、9、12、13、104

    这里注意，如果在某一位的数字相同，那么排序结果要根据上一轮的数组确定，举个例子来说：07和09在十分位都是0，但是上一轮排序的时候09是排在07后面的；同样举一个例子，12和13在十分位都是1，但是由于上一轮12是排在13前面，所以在十分位排序的时候，12也要排在13前面。

    所以，一般来说，10基数排序的算法应该是这样的？

    （1）判断数据在各位的大小，排列数据；

    （2）根据1的结果，判断数据在十分位的大小，排列数据。如果数据在这个位置的余数相同，那么数据之间的顺序根据上一轮的排列顺序确定；

    （3）依次类推，继续判断数据在百分位、千分位......上面的数据重新排序，直到所有的数据在某一分位上数据都为0。

    说了这么多，写上我们的代码。也希望大家自己可以试一试。

    a）计算在某一分位上的数据

int pre_process_data(int array[], int length, int weight)
{
	int index ;
	int value = 1;

	for(index = 0; index < weight; index++)
		value *= 10;

	for(index = 0; index < length; index ++)
		array[index] = array[index] % value /(value /10);

	for(index = 0; index < length; index ++)
		if(0 != array[index])
			return 1;

	return 0;
}

   
b）对某一分位上的数据按照0~10排序

void sort_for_basic_number(int array[], int length, int swap[])
{
	int index;
	int basic;
	int total = 0;

	for(basic = -9; basic < 10; basic++){
		for(index = 0; index < length; index++){
			if(-10 != array[index] && basic == array[index] ){
				swap[total ++] = array[index];
				array[index] = -10;
			}
		}
	}

	memmove(array, swap, sizeof(int) * length);
}

    c）根据b中的排序结果，对实际的数据进行排序

void sort_data_by_basic_number(int array[], int data[], int swap[], int length, int weight)
{
	int index ;
	int outer;
	int inner;
	int value = 1;

	for(index = 0; index < weight; index++)
		value *= 10;

	for(outer = 0; outer < length; outer++){
		for(inner = 0; inner < length; inner++){
			if(-10 != array[inner] && data[outer]==(array[inner] % value /(value/10))){
				swap[outer] = array[inner];
				array[inner] = -10;
				break;
			}
		}
	}

	memmove(array, swap, sizeof(int) * length);
	return;
}

    d）把a、b、c组合起来构成基数排序，直到某一分位上的数据为0

void radix_sort(int array[], int length)
{
	int* pData;
	int weight = 1;
	int count;
	int* swap;
	if(NULL == array || 0 == length)
		return;

	pData = (int*)malloc(sizeof(int) * length);
	assert(NULL != pData);
	memmove(pData, array, length * sizeof(int));

	swap = (int*)malloc(sizeof(int) * length);
	assert(NULL != swap);

	while(1){
		count = pre_process_data(pData, length, weight);
		if(!count)
			break;

		sort_for_basic_number(pData, length, swap);
		sort_data_by_basic_number(array, pData, swap, length, weight);
		memmove(pData, array, length * sizeof(int));
		weight ++;
	}

	free(pData);
	free(swap);
	return;
}

总结：

    （1）测试的时候注意负数的情形

    （2）如果在某一位数据相同，那么需要考虑上一轮数据排序的情况

    （3）代码中多次分配小空间，此处代码待优化

补充：

    （1） 10月15日晚上修改了余数取值范围，这样负数也可以参加排序

    （2）10月16日上午增加了一个swap内存分配，避免了内存的重复分配和释放

    （3）10月16日上午删除了count计数，一旦发现有不等于0的数据直接返回为1，不需要全部遍历数据