线性时间排序C++代码集合（计数排序，基数排序，桶排序（[0~1)的浮点数））

1. 计数排序

输入：待排序数组 vec

输出：排序结果数组 res

占用额外空间：max_value(vec) 大小的数组

void countSort(vector<int> & vec,vector<int> & result)
{
	vector<int> c_vec;
	result.resize(vec.size());
	for (auto val : vec)
	{
		if (c_vec.size() <= val + 1)           //范围为0~n的数据，共有 n + 1 种取值，包含0
			c_vec.resize(val + 1,0);
		c_vec[val] += 1;
	}

	//adjust c_vec
	for (int i = 1; i != c_vec.size(); ++i)
		c_vec[i] += c_vec[i - 1];

	//adjust
	for (auto val : vec)          //此时从后往前遍历 vec 并放入元素，则计数排序的结果是稳定的。按照当前写法不稳定
	{
		result[c_vec[val]-1] = val;   //当前排名为n 的数据，在vec 中的下标为[n-1]，下标从0开始
		--c_vec[val];
	}
}

2.基数排序

输入：待排序数组

void radixSort(vector<int>& vec)
{
	vector<int> tmp(vec.size(), 0);
	vector<int> bucket(10, 0);   //桶中存放 0 ~ 9

	int max_num = INT_MIN;		//用来统计最高位，用于终止循环
	std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [&max_num](int i)mutable{if (i > max_num) max_num = i; });

	int bits_count = 1;
	
	while ((max_num / bits_count))
	{
		//获取位数
		for (auto val : vec)
			bucket[(val / bits_count) % 10] += 1;
		//统计排序
		for (size_t i = 1; i != bucket.size(); ++i)
			bucket[i] += bucket[i - 1];
		
		//根据统计的排序值，将值放入临时存储区。**特别注意此处必须从后往前找数据，因为根据计数的原理，桶中的排序是从后往前的
		for (auto iter = vec.rbegin(); iter != vec.rend(); ++iter)
		{
			int val = *iter;
			tmp[bucket[(val / bits_count) % 10] - 1] = val;
			--bucket[(val / bits_count) % 10];
		}
		//将临时存储区的值转回原存储
		for (size_t i = 0; i != tmp.size(); ++i)
			vec[i] = tmp[i];

		//清空桶
		for (auto & val : bucket)
			val = 0;
			

		//累计当前值
		bits_count *= 10;
	}
}

3.桶排序

输入：在[0~1)均匀分布的浮点数

稳定性：稳定

struct Node
{
	double fval;
	shared_ptr<Node>  next;
	shared_ptr<Node>  prev;

	Node(float f) :fval(f), next(nullptr), prev(nullptr){}
};


//对 [0,1) 内均匀分布的小数进行排序
void bucketSort(vector<double> &vec)
{
	map<int, shared_ptr<Node>> bucket;	//桶，每个桶中放了一个链表，链表中的元素使用插入排序
	
	for (auto fval : vec)
	{
		int bits = static_cast<int>(fval * 10) % 10;    //取出小数点后第一位
		
		shared_ptr<Node> point(new Node(fval));			//构造新节点，用智能指针控制堆内存的释放

		shared_ptr<Node> root = bucket[bits];			//取出当前桶的根节点

		if (root == NULL)								//空桶，放入第一个元素即可
		{
			bucket[bits] = point;
			continue;
		}

		shared_ptr<Node> prev = NULL,curr = root;		//开始插入排序

		while (curr != NULL)
		{
			if (curr->fval <= fval)  //迭代器向后移动	备注：使用小于等于保持稳定性
			{
				prev = curr;		
				curr = curr->next;
			}
			else
				break;
		}


		point->prev = prev;			//将当前结点接入链表
		point->next = curr;
		if (prev != NULL)			//头节点为空，则当前节点应该为桶中的根节点
			prev->next = point;
		else
			bucket[bits] = point;	//替换掉根节点
		if (curr != NULL)
			curr->prev = point;		//接入链表中
	}

	size_t index = 0;
	for (auto iter = bucket.begin(); iter != bucket.end(); ++iter)  //map 按关键字 0 ~ 9 自动排序，即是取出按桶的顺序取出
	{
		shared_ptr<Node> root = iter->second;
		while (root != NULL)
		{
			vec[index++] = root->fval;   //获取值
			root = root->next;
		}
	}
}