ReviewForJob——桶式排序+基数排序（==多次桶式排序）

【0】README

1）本文旨在给出 ReviewForJob——桶式排序+基数排序（==多次桶式排序）的代码实现和代码分析；

2）桶式排序基础参见 http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/49685749，基数排序基础参见 http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/49687193

【1】桶式排序

1）intro：桶式排序适用于许多输入只是一些小的整数的case，而这种输入数据是小整数的case 下使用快速排序就小题大做了；（小整数，比如所有数据小于10）

2）输入数据： 输入数据 A1， A2， A3， ........，An 必须只由小于 M 的整数组成；因为桶只有 M 个，M 个桶存储在数组中；如对10进制数字而言，桶取10；纸牌数字而言，桶取13；纸牌花色而言，桶取4；（你看到了，生活中，小整数本就直接或间接存在的）

3）桶式排序如何存储数据的？ value == index（把value看做其存储在数组中的下标）（干货——桶式排序的核心），即 array[Ai] = Ai，如 array[1] = 1，对的，你没有看错，数字1 就存储在下标为1的桶中，或以下标为1的链表中（链式存储）；如果有多个1的话，就存储在其 next 节点中；这样一来，头结点存储在数组下标为1的链表存储着输入的所有数字1；

4）源码实现如下：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>#define ElementType int
#define Error(str) printf("\n\t error: %s \n",str) struct Node;
typedef struct Node *Node;struct Node
{int value;Node next;
};struct BucketSet;
typedef struct BucketSet* BucketSet;struct BucketSet
{int size;Node* array;
};BucketSet initBucketSet();
void printArray(ElementType* data, int size);
Node createNode(int value);
void bucketsort(Node* buckets, ElementType value);// allocate for new Node with value.
Node createNode(int value)
{Node temp = (Node)malloc(sizeof(struct Node));if(temp==NULL){Error("failed createBucket() for out of space.");return NULL;}temp->next = NULL;temp->value = value;return temp;
}// allocate the memory for the bucket and bucket ptr
BucketSet initBucketSet(int size)
{BucketSet bucketSet;	int i;// allocate memory for BucketSet.bucketSet = (BucketSet)malloc(sizeof(struct BucketSet));if(bucketSet==NULL){Error("failed initBucketSet() for out of space.");return NULL;	}bucketSet->size = size;// allocate memory for BucketSet->buckets.bucketSet->array = (Node*)malloc(size * sizeof(Node));if(!bucketSet->array){Error("failed initBucketSet() for out of space.");return NULL;	}	// allocate memory for every unit in BucketSet->buckets.for(i=0; i<size; i++){bucketSet->array[i] = createNode(-1);if(bucketSet->array[i]==NULL){			Error("failed initBucketSet() for out of space.");return NULL;}		}return bucketSet;
}// details of bucketSort for the input array data with size
void bucketsort(Node* buckets, ElementType value)
{			Node temp = buckets[value]; // value is treated as index.while(temp->next){temp = temp->next;}temp->next = createNode(value);temp->next->value = value;
}
// 将桶中数据 copy 回 原来的数组中.
void bucketsToArray(BucketSet bucketSet, ElementType* array)
{Node* buckets = bucketSet->array;Node temp;int size = bucketSet->size;int i, j=0;for(i=0; i<size; i++){temp = buckets[i];while(temp->next){			array[j++] = temp->next->value;temp = temp->next;}}
}void printArray(ElementType* data, int size)
{int i;for(i = 0; i < size; i++)	 printf("\n\t data[%d] = %d", i, data[i]);					 printf("\n\n");
}

#include "p189_bucket_sort.h"void main()
{ 	BucketSet bucketSet;ElementType data[] = {9, 6, 3, 2, 7, 7, 1, 4, 1, 0, 3, 9, 1, 1};	int	size = 14, capacity=10;int i;bucketSet = initBucketSet(capacity);if(bucketSet==NULL){return ;}  printf("\nbucketsort based on {9, 6, 3, 2, 7, 7, 1, 4, 1, 0, 3, 9, 1, 1}\n");	// 对10以内的数字进行桶排序.for(i=0; i<size; i++){bucketsort(bucketSet->array, data[i]);	}	bucketsToArray(bucketSet, data);printArray(data, size);	
}

对以上代码的分析（Analysis）：void bucketsort(Node* buckets, ElementType value) ：桶排序的函数声明必须这样写，因为main 函数中通过循环传入输入数据就可以调用了，这也方便了后续基数排序的扩展，即不要把 main函数中的循环放入 bucketsort() 函数中去；

【2】基数排序

1）intro：基数排序等价于多次桶式排序；

2）基数排序中的桶式排序代码和单纯的桶式排序代码有一点不一样：下面的代码可以看到，基数排序中的桶式排序方法一开始就要计算输入数据在某位上的数字，该数字作为 index 而不是整个 value 作为 index，这和单纯的桶式排序有点区别；

// get the integer under the bit.
int singleBit(int value, int bit)
{int i=1;while(i++ < bit){value /= 10;}return value%10;
}// details of bucketsort for input data. 
void bucketsort(Node* buckets, ElementType value, int bit) // 基数排序中的桶式排序代码
{			int index = singleBit(value, bit);Node temp = buckets[index]; // value is treated as direct or indirect index.while(temp->next){temp = temp->next;}temp->next = createNode(value);	
}

// details of bucketSort for the input array data with size
void bucketsort(Node* buckets, ElementType value) // 单纯的桶式排序代码
{			Node temp = buckets[value]; // value is treated as index.while(temp->next){temp = temp->next;}temp->next = createNode(value);temp->next->value = value;
}

3）基数排序代码如下：

// get the integer under the bit.
int singleBit(int value, int bit)
{int i=1;while(i++ < bit){value /= 10;}return value%10;
}// details of bucketsort for input data. 
void bucketsort(Node* buckets, ElementType value, int bit)
{			int index = singleBit(value, bit);Node temp = buckets[index]; // value is treated as direct or indirect index.while(temp->next){temp = temp->next;}temp->next = createNode(value);	
}

#include "p189_bucket_sort.h"//free the memory bucketSet->array own.
void clearBuckets(BucketSet bucketSet)
{int i, size = bucketSet->size;Node* array = bucketSet->array;Node temp, tempcopy;for(i=0; i<size; i++){temp = array[i]->next;while(temp){tempcopy = temp;temp = temp->next;free(tempcopy);tempcopy = NULL;			}array[i]->next = NULL;}
}// 基于桶式排序的基数排序. （待排序元素个数为size）
void radixsort(ElementType* array, int size)
{BucketSet bucketSet;	int	capacity=10; // 桶的设置为 10.int i, j;bucketSet = initBucketSet(capacity);if(bucketSet==NULL){return ;}  for(i=1; i<=3; i++){for(j=0; j<size; j++){bucketsort(bucketSet->array, array[j], i);}bucketsToArray(bucketSet, array); // 别忘记将桶中数据copy 回数组.printArray(array, size);	clearBuckets(bucketSet); // 每轮都要清理 数组式链表.}
}
void main()
{ 		 ElementType array[] = {110, 245, 895, 658, 321, 852, 147, 458, 469, 159, 347, 28};	int size=12;printf("\n radix sort based on {110, 245, 895, 658, 321, 852, 147, 458, 469, 159, 347, 28}\n");	radixsort(array, size);			
}