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C++
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* File: radix_sort.cpp
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* Created Time: 2023-03-26
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* Author: krahets (krahets@163.com)
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*/
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#include "../utils/common.hpp"
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/* 获取元素 num 的第 k 位，其中 exp = 10^(k-1) */
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int digit(int num, int exp) {
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// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
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return (num / exp) % 10;
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}
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/* 计数排序（根据 nums 第 k 位排序） */
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void countingSortDigit(vector<int> &nums, int exp) {
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// 十进制的位范围为 0~9 ，因此需要长度为 10 的桶数组
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vector<int> counter(10, 0);
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int n = nums.size();
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// 统计 0~9 各数字的出现次数
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for (int i = 0; i < n; i++) {
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int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位，记为 d
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counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
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}
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// 求前缀和，将“出现个数”转换为“数组索引”
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for (int i = 1; i < 10; i++) {
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counter[i] += counter[i - 1];
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}
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// 倒序遍历，根据桶内统计结果，将各元素填入 res
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vector<int> res(n, 0);
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for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
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int d = digit(nums[i], exp);
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int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
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res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
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counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
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}
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// 使用结果覆盖原数组 nums
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for (int i = 0; i < n; i++)
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nums[i] = res[i];
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}
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/* 基数排序 */
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void radixSort(vector<int> &nums) {
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// 获取数组的最大元素，用于判断最大位数
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int m = *max_element(nums.begin(), nums.end());
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// 按照从低位到高位的顺序遍历
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for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
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// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
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// k = 1 -> exp = 1
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// k = 2 -> exp = 10
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// 即 exp = 10^(k-1)
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countingSortDigit(nums, exp);
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}
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/* Driver Code */
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int main() {
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// 基数排序
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vector<int> nums = {10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
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88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996};
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radixSort(nums);
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cout << "基数排序完成后 nums = ";
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printVector(nums);
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return 0;
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}
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