桶排序詳解以及優化C++代碼

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* @Author: hzf
* @Date:   2020-02-29 20:47:49
* @Last Modified by:   hzf
* @Last Modified time: 2020-02-29 21:36:01
*/
/*
 桶排序
 原理：
 準備有限個桶，將一系列數字分批次，按照要求放入桶內，再按照順序取出
 根據數組中的最大數的位數確定取放幾次，根據個位、十位、百位上面的數字確定放入哪個桶中
 
 舉例： 001 012 022 016 123 1236
 最大值爲1234，有四位，所以確定取放四次
 準備六個桶，分別編號爲0 1 2 3 4 5
 第一輪根據個位數放置001進入一號桶，012進入二號桶，022進入二號桶，016進入六號桶
 123 進入三號桶，1236進入六號桶，結果如下：
 一號桶：0001 
 二號桶：0012 0022
 三號桶：0123 
 六號桶：0016 1236
 再依次取出，結果爲： 001 012 022 123 016 1236

 第二次根據十位數字同理放置，結果爲：
 零號桶：001 
 一號桶：012 016
 二號桶：022 123
 三號桶：1236
 六號桶：
取出後爲：001 012 016 022 123 1236

第三次根據百位數字，結果爲：
 零號桶：001 012 016 022
 一號桶：123 1236
 二號桶：
 三號桶：
 六號桶：
 取出後爲：001 012 016 022 123 1236

 第四次根據千位數字，結果爲：
 零號桶：0001 0012 0016 0022 0123
 一號桶：1236
 二號桶：
 三號桶：
 六號桶：
 取出後爲：1 12 16 22 123 1236
*/

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace  std;

int GetLength(int *arr)
{
	return (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]));
}

int maxbits(int *arr)
{
	int length = GetLength(arr);
	int maxValue = -1;

	for (int i = 0; i < length; ++i)
	{
		if(arr[i] > maxValue)
			maxValue = arr[i];
	}

	int res = 0;
	while(maxValue != 0)
	{
		res += 1;
		maxValue /= 10;
	}

	return res;
}

/*獲取數字的第i位置上的數字*/
int getDigit(int num, int i)
{
	return (num/pow(10, i - 1) % 10);
}

/*
 begin,end 表示排序範圍
 digit表示取放次數
*/
void radixSort(int *arr, int begin, int end, int digit)
{
	const int radix = 10;//基底
	int i=0, j=0;

	int *bucket = new int[end-begin+1];
	for (int d=0; d<digit; d++)
	{
		/*
		count[0] 表示：當前位置（d）是0的數字有多少個
		count[1] 表示：當前位置（d）是0 1的數字有多少個
		count[2] 表示：當前位置（d）是0 1 2的數字有多少個
		count[3] 表示：當前位置（d）是0 1 2 3的數字有多少個
		……
		*/
		int *count = new int[radix];//count[0……9]
		for (i=begin; i<=end; ++i)
		{
			j = getDigit(arr[i], d);//獲取數字的第d位置上的值
			count[j]++;//對應的桶的容量加一
		}

		for (i = 1; i < radix; ++i)
		{
			count[i] += count[i - 1];//計算前綴和,即第i位置上數字是<=i的總個數
		}

		for (int i = end; i >= begin; ++i)
		{
			/*
			假定這是第一次遍歷，那麼就是個位數字
			從右向左開始，根據當前位置arr[i]的個位數是x，查找count[x]，那麼arr[i]就應該排在第x-1位置
			爲什麼？因爲小於等於x的數字共有count[x]個，該數字又是在最右邊，所以是最後一個放進去，也是最後一個取出的
			之後，help[count[x]-1] = arr[i], count[x]-1,下一個（--i）數字
			*/
			j = getDigit(arr[i], d);
			bucket[count[j] - 1] = arr[i];
			count[j]--;
		}

		for (int i = begin; i <= end; ++i)
		{
			/*相當於該輪結束，數字再依次放回，進行下一輪篩選*/
			arr[i] = bucket[j];
		}
	}
}

void radixSort(int *arr)
{
	if(arr == NULL || GetLength(arr) < 2)
		return;

	radixSort(arr, 0, GetLength(arr)-1, maxbits(arr));
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
	/* code */
	return 0;
}