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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@@ -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);
}
}