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C++实现基数排序

2013年04月13日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2963字 ⁄ 字号 评论关闭

  

基数排序(Radix sort)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。基数排序的发明可以追溯到1887年赫尔曼·何乐礼打孔卡片制表机(Tabulation
Machine)上的贡献[1]

它是这样实现的: 将所有待比较数值(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零. 然后, 从最低位开始, 依次进行一次排序.这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后, 数列就变成一个有序序列.
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。
(以上转自维基百科)

下面是我自己的实现,不足之处,还望指正:

// RadixSort.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
#include "stdafx.h"
#include <iostream>

using namespace std;

//定义队列的节点
struct Node
{
	int data;
	Node* next;
};

//定义程序所需的特殊队列
class Queue
{
public:
	Queue()
	{
		Node* p = new Node;
		p->data = NULL;
		p->next = NULL;
		front = p;
		rear = p;
	}
	~Queue()
	{
		Node* p = front;
		Node* q;
		while (p)
		{
			q = p;
			p = p->next;
			delete q;
		}
	}

	//在队列的尾部添加一个元素,节点不存在,需要程序创建
	void push(int e)
	{
		Node* p = new Node;
		p->data = e;
		p->next = NULL;
		rear->next = p;
		rear = p;
	}

	//在队列的尾部添加一个节点,节点原来就存在
	void push(Node* p)
	{
		p->next = NULL;
		rear->next = p;
		rear = p;
	}

	//数据元素中最大位数
	int lenData()
	{
		int temp(0);//数据元素的最大位数
		int n(0);   //单个数据元素具有的位数
		int d;      //用来存储待比较的数据元素
		Node* p = front->next;
		while (p != NULL)
		{
			d = p->data;
			while (d > 0)
			{
				d /= 10;
				n++;
			}
			p = p->next;
			if (temp < n)
			{
				temp = n;
			}
			n = 0;
		}
		return temp;
	}

	//判断队列是否为空
	bool empty()
	{
		if (front == rear)
		{
			return true;
		}
		return false;
	}
	
	//清除队列中的元素
	void clear()
	{
		front->next = NULL;
		rear = front;
	}
	
	//输出队列中的元素
	void print(Queue& que)
	{
		Node* p = que.front->next;
		while (p != NULL)
		{
			cout << p->data << " ";
			p = p->next;
		}
	}
	
	//基数排序
	void RadixSort(Queue& que)
	{
		//定义一个指针数组,数组中存放十个分别指向十个队列的指针
		Queue* arr[10];
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			arr[i] = new Queue;
		}
		int d = 1;
		int m = que.lenData(); //取得待排序数据元素中的最大位数
		
		//将初始队列中的元素分配到十个队列中
		for(int i = 0; i < m; i++)
		{
			Node* p = que.front->next;
			Node* q;
			int k;  //余数为k,则存储在arr[k]指向的队列中
			while (p != NULL)
			{
				k = (p->data/d)%10;
				q = p->next;
				arr[k]->push(p);
				p = q;
			}
			que.clear(); //清空原始队列
			
			//将十个队列中的数据收集到原始队列中
			for (int i = 0; i < 10; i++)
			{
				if (!arr[i]->empty())
				{
					Node* p = arr[i]->front->next;
					Node* q;
					while (p != NULL)
					{
						q = p->next;
						que.push(p);
						p = q;
					}
				}
			}
			for (int i = 0; i < 10; i++)//清空十个队列
			{
				arr[i]->clear();
			}
			d *= 10;
		}
		print(que); //输出队列中排好序的元素
	}
private:
	Node* front;
	Node* rear;
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	Queue oldque;
	int i;

	cout << "Please input the integer numbers you want to sort.Input ctrl+z to the end:" << endl;
	while (cin >> i)
	{
		oldque.push(i);
	}
	oldque.RadixSort(oldque);
    cout << endl;
	return 0;
}

下面的代码转自维基百科,还没仔细分析,先拿过来

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
const int base=10;
 
struct wx
{
        int num;
        wx *next;
        wx()
        {
                next=NULL;
        }
};
 
wx *headn,*curn,*box[base],*curbox[base];
 
void basesort(int t)
{
        int i,k=1,r,bn;
        for(i=1;i<=t;i++)
        {
                k*=base;
        }
        r=k*base;
        for(i=0;i<base;i++)
        {
                curbox[i]=box[i];
        }
        for(curn=headn->next;curn!=NULL;curn=curn->next)
        {
                bn=(curn->num%r)/k;
                curbox[bn]->next=curn;
                curbox[bn]=curbox[bn]->next;
        }
        curn=headn;
        for(i=0;i<base;i++)
        {
                if(curbox[i]!=box[i])
                {
                        curn->next=box[i]->next;
                        curn=curbox[i];
                }
        }
        curn->next=NULL;
}
 
void printwx()
{
        for(curn=headn->next;curn!=NULL;curn=curn->next)
        {
                cout<<curn->num<<' ';
        }
        cout<<endl;
}
 
int main()
{
        int i,n,z=0,maxn=0;
        curn=headn=new wx;
        cin>>n;
        for(i=0;i<base;i++)
        {
                curbox[i]=box[i]=new wx;
        }
        for(i=1;i<=n;i++)
        {
                curn=curn->next=new wx;
                cin>>curn->num;
                maxn=max(maxn,curn->num);
        }
        while(maxn/base>0)
        {
                maxn/=base;
                z++;
        }
        for(i=0;i<=z;i++)
        {
                basesort(i);
        }
        printwx();
        return 0;
}

有关其他常见排序方法,
C++实现直接插入排序,折半插入排序,希尔排序,冒泡排序,简单选择排序,快速排序,堆排序
,仅供参考!

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