Add the section of radix sort. (#441)

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Yudong Jin
2023-03-26 22:02:37 +08:00
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commit 34a1bca627
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+18 -18
View File
@@ -13,31 +13,31 @@ int digit(int num, int exp) {
}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSort(int nums[], int size, int exp) {
// 十进制的各位数字范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
int *bucket = (int *) malloc((sizeof(int) * 10));
// 借助桶来统计 0~9 各数字的出现次数
void countingSortDigit(int nums[], int size, int exp) {
// 十进制的范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
int *counter = (int *) malloc((sizeof(int) * 10));
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < size; i++) {
// 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
int d = digit(nums[i], exp);
// 统计数字 d 的出现次数
bucket[d]++;
counter[d]++;
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
bucket[i] += bucket[i - 1];
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入暂存数组 tmp
int *tmp = (int *) malloc(sizeof(int) * size);
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
int *res = (int *) malloc(sizeof(int) * size);
for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = bucket[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
tmp[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
bucket[d]--; // 将 d 的数量减 1
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 将 tmp 复制到 nums
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < size; i++) {
nums[i] = tmp[i];
nums[i] = res[i];
}
}
@@ -52,17 +52,17 @@ void radixSort(int nums[], int size) {
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; max >= exp; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// k = 3 -> exp = 100
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSort(nums, size, exp);
countingSortDigit(nums, size, exp);
}
int main() {
/* 基数排序 */
int nums[] = {23, 12, 3, 4, 788, 192};
// 基数排序
int nums[] = {10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996};
int size = sizeof(nums) / sizeof(int);
radixSort(nums, size);
printf("基数排序完成后 nums = ");
+66
View File
@@ -0,0 +1,66 @@
/**
* File: radix_sort.cpp
* Created Time: 2023-03-26
* Author: Krahets (krahets@163.com)
*/
#include "../include/include.hpp"
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
int digit(int num, int exp) {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num / exp) % 10;
}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSortDigit(vector<int>& nums, int exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
vector<int> counter(10, 0);
int n = nums.size();
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
vector<int> res(n, 0);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++)
nums[i] = res[i];
}
/* 基数排序 */
void radixSort(vector<int>& nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
int m = *max_element(nums.begin(), nums.end());
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
/* Driver Code */
int main() {
// 基数排序
vector<int> nums = { 10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996 };
radixSort(nums);
cout << "基数排序完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
return 0;
}
+21 -21
View File
@@ -11,51 +11,51 @@ int digit(int num, int exp) {
}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSort(List<int> nums, int exp) {
// 十进制的各位数字范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
List<int> bucket = List<int>.filled(10, 0);
void countingSortDigit(List<int> nums, int exp) {
// 十进制的范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
List<int> counter = List<int>.filled(10, 0);
int n = nums.length;
// 借助桶来统计 0~9 各数字的出现次数
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
bucket[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
bucket[i] += bucket[i - 1];
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入暂存数组 tmp
List<int> tmp = List<int>.filled(n, 0);
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
List<int> res = List<int>.filled(n, 0);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = bucket[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
tmp[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
bucket[d]--; // 将 d 的数量减 1
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 将 tmp 复制到 nums
for (int i = 0; i < n; i++) nums[i] = tmp[i];
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++) nums[i] = res[i];
}
/* 基数排序 */
void radixSort(List<int> nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
// dart 中 int 的长度是 64 位的
int ma = -1 << 63;
for (int num in nums) if (num > ma) ma = num;
int m = -1 << 63;
for (int num in nums) if (num > m) m = num;
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; ma >= exp; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// k = 3 -> exp = 100
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSort(nums, exp);
countingSortDigit(nums, exp);
}
/* Driver Code */
void main() {
/* 基数排序 */
List<int> nums = [23, 12, 3, 4, 788, 192];
// 基数排序
List<int> nums = [10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996];
radixSort(nums);
print("基数排序完成后 nums = $nums");
}
+13 -14
View File
@@ -14,29 +14,29 @@ func digit(num, exp int) int {
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
func countingSortDigit(nums []int, exp int) {
// 十进制的各位数字范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
bucket := make([]int, 10)
// 十进制的范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
counter := make([]int, 10)
n := len(nums)
// 借助桶来统计 0~9 各数字的出现次数
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for i := 0; i < n; i++ {
d := digit(nums[i], exp) // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
bucket[d]++ // 统计数字 d 的出现次数
counter[d]++ // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for i := 1; i < 10; i++ {
bucket[i] += bucket[i-1]
counter[i] += counter[i-1]
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入暂存数组 tmp
tmp := make([]int, n)
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
res := make([]int, n)
for i := n - 1; i >= 0; i-- {
d := digit(nums[i], exp)
j := bucket[d] - 1 // 获取 d 在数组中的索引 j
tmp[j] = nums[i] // 将当前元素填入索引 j
bucket[d]-- // 将 d 的数量减 1
j := counter[d] - 1 // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i] // 将当前元素填入索引 j
counter[d]-- // 将 d 的数量减 1
}
// 将 tmp 复制到 nums
// 使用结果覆盖原数组 nums
for i := 0; i < n; i++ {
nums[i] = tmp[i]
nums[i] = res[i]
}
}
@@ -51,10 +51,9 @@ func radixSort(nums []int) {
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for exp := 1; max >= exp; exp *= 10 {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// k = 3 -> exp = 100
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp)
}
+2 -1
View File
@@ -11,7 +11,8 @@ import (
func TestRadixSort(t *testing.T) {
/* 基数排序 */
nums := []int{23, 12, 3, 4, 788, 192}
nums := []int{10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996}
radixSort(nums)
fmt.Println("基数排序完成后 nums = ", nums)
}
+21 -21
View File
@@ -16,51 +16,51 @@ public class radix_sort {
}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
static void countingSort(int[] nums, int exp) {
// 十进制的各位数字范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
int[] bucket = new int[10];
static void countingSortDigit(int[] nums, int exp) {
// 十进制的范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
int[] counter = new int[10];
int n = nums.length;
// 借助桶来统计 0~9 各数字的出现次数
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
bucket[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
bucket[i] += bucket[i - 1];
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入暂存数组 tmp
int[] tmp = new int[n];
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
int[] res = new int[n];
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = bucket[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
tmp[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
bucket[d]--; // 将 d 的数量减 1
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 将 tmp 复制到 nums
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++)
nums[i] = tmp[i];
nums[i] = res[i];
}
/* 基数排序 */
static void radixSort(int[] nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
int ma = Integer.MIN_VALUE;
int m = Integer.MIN_VALUE;
for (int num : nums)
if (num > ma) ma = num;
if (num > m) m = num;
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; ma >= exp; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// k = 3 -> exp = 100
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSort(nums, exp);
countingSortDigit(nums, exp);
}
public static void main(String[] args) {
/* 基数排序 */
int[] nums = { 23, 12, 3, 4, 788, 192 };
// 基数排序
int[] nums = { 10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996 };
radixSort(nums);
System.out.println("基数排序完成后 nums = " + Arrays.toString(nums));
}
@@ -0,0 +1,56 @@
"""
File: radix_sort.py
Created Time: 2023-03-26
Author: Krahets (krahets@163.com)
"""
def digit(num: int, exp: int) -> int:
""" 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) """
# 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num // exp) % 10
def counting_sort_digit(nums: list[int], exp: int) -> None:
""" 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) """
# 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
counter = [0] * 10
n = len(nums)
# 统计 0~9 各数字的出现次数
for i in range(n):
d = digit(nums[i], exp) # 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d] += 1 # 统计数字 d 的出现次数
# 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for i in range(1, 10):
counter[i] += counter[i - 1]
# 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
res = [0] * n
for i in range(n - 1, -1, -1):
d = digit(nums[i], exp)
j = counter[d] - 1 # 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i] # 将当前元素填入索引 j
counter[d] -= 1 # 将 d 的数量减 1
# 使用结果覆盖原数组 nums
for i in range(n):
nums[i] = res[i]
def radix_sort(nums: list[int]) -> None:
""" 基数排序 """
# 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
m = max(nums)
# 按照从低位到高位的顺序遍历
exp = 1
while exp <= m:
# 对数组元素的第 k 位执行计数排序
# k = 1 -> exp = 1
# k = 2 -> exp = 10
# 即 exp = 10^(k-1)
counting_sort_digit(nums, exp)
exp *= 10
""" Driver Code """
if __name__ == '__main__':
# 基数排序
nums = [10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996]
radix_sort(nums)
print("基数排序完成后 nums =", nums)
+22 -22
View File
@@ -11,50 +11,49 @@ func digit(num: Int, exp: Int) -> Int {
}
/* nums k */
func countingSort(nums: inout [Int], exp: Int) {
// 0~9 10
var bucket = Array(repeating: 0, count: 10)
func countingSortDigit(nums: inout [Int], exp: Int) {
// 0~9 10
var counter = Array(repeating: 0, count: 10)
let n = nums.count
// 0~9
// 0~9
for i in nums.indices {
let d = digit(num: nums[i], exp: exp) // nums[i] k d
bucket[d] += 1 // d
counter[d] += 1 // d
}
//
for i in 1 ..< 10 {
bucket[i] += bucket[i - 1]
counter[i] += counter[i - 1]
}
// tmp
var tmp = Array(repeating: 0, count: n)
// res
var res = Array(repeating: 0, count: n)
for i in stride(from: n - 1, through: 0, by: -1) {
let d = digit(num: nums[i], exp: exp)
let j = bucket[d] - 1 // d j
tmp[j] = nums[i] // j
bucket[d] -= 1 // d 1
let j = counter[d] - 1 // d j
res[j] = nums[i] // j
counter[d] -= 1 // d 1
}
// tmp nums
// 使 nums
for i in nums.indices {
nums[i] = tmp[i]
nums[i] = res[i]
}
}
/* */
func radixSort(nums: inout [Int]) {
//
var ma = Int.min
var m = Int.min
for num in nums {
if num > ma {
ma = num
if num > m {
m = num
}
}
//
for exp in sequence(first: 1, next: { ma >= ($0 * 10) ? $0 * 10 : nil }) {
// k
for exp in sequence(first: 1, next: { m >= ($0 * 10) ? $0 * 10 : nil }) {
// k
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// k = 3 -> exp = 100
// exp = 10^(k-1)
countingSort(nums: &nums, exp: exp)
countingSortDigit(nums: &nums, exp: exp)
}
}
@@ -62,8 +61,9 @@ func radixSort(nums: inout [Int]) {
enum RadixSort {
/* Driver Code */
static func main() {
/* */
var nums = [23, 12, 3, 4, 788, 192]
//
var nums = [10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996]
radixSort(nums: &nums)
print("基数排序完成后 nums = \(nums)")
}
+20 -21
View File
@@ -12,57 +12,56 @@ fn digit(num: i32, exp: i32) i32 {
}
// 计数排序(根据 nums 第 k 位排序)
fn countingSort(nums: []i32, exp: i32) !void {
// 十进制的各位数字范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
fn countingSortDigit(nums: []i32, exp: i32) !void {
// 十进制的范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
var mem_arena = std.heap.ArenaAllocator.init(std.heap.page_allocator);
// defer mem_arena.deinit();
const mem_allocator = mem_arena.allocator();
var bucket = try mem_allocator.alloc(usize, 10);
std.mem.set(usize, bucket, 0);
var counter = try mem_allocator.alloc(usize, 10);
std.mem.set(usize, counter, 0);
var n = nums.len;
// 借助桶来统计 0~9 各数字的出现次数
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (nums) |num| {
var d = @bitCast(u32, digit(num, exp)); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
bucket[d] += 1; // 统计数字 d 的出现次数
var d = @bitCast(u32, digit(num, exp)); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d] += 1; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
var i: usize = 1;
while (i < 10) : (i += 1) {
bucket[i] += bucket[i - 1];
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入暂存数组 tmp
var tmp = try mem_allocator.alloc(i32, n);
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
var res = try mem_allocator.alloc(i32, n);
i = n - 1;
while (i >= 0) : (i -= 1) {
var d = @bitCast(u32, digit(nums[i], exp));
var j = bucket[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
tmp[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
bucket[d] -= 1; // 将 d 的数量减 1
var j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d] -= 1; // 将 d 的数量减 1
if (i == 0) break;
}
// 将 tmp 复制到 nums
// 使用结果覆盖原数组 nums
i = 0;
while (i < n) : (i += 1) {
nums[i] = tmp[i];
nums[i] = res[i];
}
}
// 基数排序
fn radixSort(nums: []i32) !void {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
var ma: i32 = std.math.minInt(i32);
var m: i32 = std.math.minInt(i32);
for (nums) |num| {
if (num > ma) ma = num;
if (num > m) m = num;
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
var exp: i32 = 1;
while (ma >= exp) : (exp *= 10) {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
while (exp <= m) : (exp *= 10) {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// k = 3 -> exp = 100
// 即 exp = 10^(k-1)
try countingSort(nums, exp);
try countingSortDigit(nums, exp);
}
}