位运算实现的排序算法-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/delphiwcdj/article/details/5190928

本文介绍了基于位运算的一种排序算法，通过设置、清除和检测位来实现对0到10000031范围内数字的排序。代码中定义了位移常量和掩码，并提供了设置、清除和检测位的函数，最终通过读取位来输出排序后的数字。

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今天偶然在论坛上遇到一道基于位运算的排序算法。一般牵涉到位运算大多数人都会感到头痛，因为人通常习惯与十进制打交道，而计算机才擅长与二进制打交道。将代码写成位运算的形式，可以提高代码的执行效率，但是却降低了代码的可读性，因此要想读懂关于位运算的代码，就必须了解它的一些基本用法和意义。

下面程序可以实现对所输入的0~10000031的数字进行排序(最多可以输入10000032个数字)

分析可见程序：
/* Copyright (C) 1999 Lucent Technologies */ /* From 'Programming Pearls' by Jon Bentley */ /* bitsort.c -- bitmap sort from Column 1 * Sort distinct integers in the range [0..N-1] * Modified: (by wcdj) * In fact, Sort distinct integers in the range [0,(1 + N/BITSPERWORD)*32-1] */ #include <stdio.h> #define BITSPERWORD 32 #define SHIFT 5 #define MASK 0x1F #define N 10000000 int a[1 + N/BITSPERWORD]; // set the corresponding i bit to 1 void set(int i) { a[i>>SHIFT] |= (1<<(i & MASK)); } // set the corresponding i bit to 0 void clr(int i) { a[i>>SHIFT] &= ~(1<<(i & MASK)); } // detect the corresponding i bit, if it equals 1 that means there is an inputted number int test(int i){ return a[i>>SHIFT] & (1<<(i & MASK)); } /* The three above statements are equivalent to the following ones void set(int i) { a[i/32] |= (1<<(i % 32)); } void clr(int i) { a[i/32] &= ~(1<<(i % 32)); } int test(int i){ return a[i/32] & (1<<(i % 32)); } */ int main() { int i; for (i = 0; i < N; i++) clr(i); /* Replace above 2 lines with below 3 for word-parallel init int top = 1 + N/BITSPERWORD; for (i = 0; i < top; i++) a[i] = 0; */ while (scanf("%d", &i) != EOF) // press "Ctrl+z" to stop set(i); //for (i = 0; i < N; i++) //Modified by wcdj for (i = 0; i < (1 + N/BITSPERWORD)*32; i++) if (test(i)) printf("%d/n", i); return 0; } /* Note: int型数组a[1 + N/BITSPERWORD]，即a[1+312500]，(1+312500)*32=10000032 bit，比如：a[0]表示0~31 bit，a[1]表示32~63 bit，依此类推，所以a[1 + N/BITSPERWORD]表示 0~10000031 bit，一共有10000032 bit。假设首先输入一个1，则数组a的存储情况为：(前面将a[0]展开) 00000000 00000000 00000000 00000010 a[1] a[2] ... 再输入一个3，则数组a的存储情况为：(前面将a[0]展开) 00000000 00000000 00000000 00001010 a[1] a[2] ... 再输入一个32，则数组a的存储情况为：(前面将a[0]、a[1]展开) 00000000 00000000 00000000 00001010 | 000000000 00000000 00000000 00000001 a[2] ... 因此不难发现，假设要输入的数为m，那么在输入m后，就将数组a中的第m bit位变为1。由此，所输入的最大数字为10000032-1=10000031，否则出现访问数组越界，将不能输出超出此范围的数字。 wcdj于2010-1-14 晚 */