【八】基数排序

1.基数排序:

基数排序是针对有多个关键字(每个关键字的权重不同)的排序算法: 炸金花(花色,数字)。

​ 针对于一组整形数据: 按照权重划分(个位,十位,百位,千位 … )。

​ 按照从小权重到大权重进行处理。对于一个数据,拿到这一位的值,将原始数据存储到相应的队列中。一共有关键字取值范围的队列(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)。整个数据序列全部放入到队列后,按照队列顺序将其中的数据全部Pop出来,在放回到数组中。

​ 基数排序数据之间不需要比较。

2.基数排序逻辑图

在这里插入图片描述
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在这里插入图片描述

此时待排序序列已经有序

3.队列代码:

/*
   队列的代码:
 */
typedef struct 
{
    
    
	int   *data;
	int   rear;
	int   head;
	int   size;
}Queue;

void InitQueue(Queue *que, int init_size)
{
    
    
	if(que == NULL)  exit(0);

	init_size = init_size > 0 ? init_size:10;
	que->data = (int*)malloc(sizeof(int) * init_size);

	if(que->data == NULL) exit(0);
	que->head = que->rear = 0;
	que->size = init_size;
}

void ClearQueue(Queue *que)
{
    
    
	if(que == NULL) exit(0);

	que->head = que->rear = 0;
}

void PushQue(Queue *que, int value)
{
    
    
	if(que == NULL) exit(0);

	if(que->rear == que->size) return;

	que->data[que->rear++] = value;
}

int EmptyQue(Queue *que)
{
    
    
	if(que == NULL)  exit(0);

	if(que->head == que->rear) return 1;

	return 0;
}

int PopQue(Queue *que)
{
    
    
	if(que == NULL) exit(0);

	if(EmptyQue(que))  return -1;

	int reval = que->data[que->head];

	que->head++;

	return reval;
}

void DestroyQue(Queue *que)
{
    
    
	if(que == NULL)  exit(0);

	free(que->data);
	que->data = NULL;

	que->head = que->rear = 0;
}

4.排序代码

// 获取最大数的位数
int GetMaxWidth(int *arr, int len)
{
    
    
	int max_value = 0;

	for(int i = 0; i < len; ++i)
	{
    
    
		if(arr[i] > max_value)
		{
    
    
			max_value = arr[i];
		}
	}

	int width = 0;
	while(max_value)  //  1234  1234 % 10
	{
    
    
		width++;
		max_value /= 10;
	}

	return width;
}

//根据位数获取相应位上的值
int GetWidthValue(int value, int width)
{
    
    
	while(width)
	{
    
    
		if(value == 0) return 0;

		width--;
		value /= 10;
	}

	return value % 10;
}

/*
     空间复杂度: O(d*n)   d是关键字的取值范围
	 时间复杂度: O(w*n)   w是关键字的个数
	 稳定性:               稳定
 */

void RadixSort(int *arr, int len)
{
    
    
	Queue  que[10];
	for(int i = 0; i < 10; ++i)
	{
    
    
		InitQueue(&que[i], len);
	}

	int max_width = GetMaxWidth(arr, len);

	for(int i = 0; i < max_width; ++i) // i==0  个位  i==1  十位
	{
    
    
		for(int j = 0; j < len; ++j) //  遍历整个待排序序列,按照i给定的位数将数据放到对应的队列中
		{
    
    
			int value = GetWidthValue(arr[j], i);
			PushQue(&que[value], arr[j]);
		}

		int index = 0;

		for(int k = 0; k < 10; ++k)  //  遍历所有的队列,按照顺序将队列中的数据全部输出
		{
    
    
			while(!EmptyQue(&que[k]))
			{
    
    
				arr[index++] = PopQue(&que[k]);
			}

			ClearQueue(&que[k]);
		}
	}

	for(int i = 0; i < 10; ++i)
	{
    
    
		DestroyQue(&que[i]);
	}
}

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