编程珠矶学习笔记（1）--位排序

 

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一、代码

#include <stdio.h>

 

#define BITSPERWORD 32

#define SHIFT 5

#define MASK 0x1F

#define N 10000000

 

int a[1 + N/BITSPERWORD];

 

inline void set_bit(int i)

{       

       a[i>>SHIFT] |=  (1<<(i & MASK));

}

 

inline void clear_bit(int i)

{       

       a[i>>SHIFT] &= ~(1<<(i & MASK));

}

 

inline int  test_bit(int i)

{

       return a[i>>SHIFT] & (1<<(i & MASK));

}

 

int main()

{     int i;

for (i = 0; i < N; i++) {

              clear_bit(i);

       }

 

       while (scanf("%d", &i) != EOF)

              set_bit(i);

 

       for (i = 0; i < N; i++) {

              if (test_bit(i)) {

                     printf("%d/n", i);

              }

       }

       return 0;

}

 

 

 

二、代码注解

#include <stdio.h>

 

/*每WORDR 的位数，这里用的是int型4字节32位*/

#define BITSPERWORD 32

 

/*这里是每个int型的偏移量，

2的5次方是32，即1左移5位是32*/

#define SHIFT 5

 

/*十六进制1F,用于作掩码来计算n在某一word中位于

第几位。如计算i & MASK 等价于i %32 ，但位操作性能会更高一些*/

#define MASK 0x1F

 

#define N 10000000

 

/*N/BITSPERWORD为N位需要多少个WORD，加1是向上取整,

即宁可多几位也不能少1位*/

/*分配静态数组用于保存各数据位*/

int a[1 + N/BITSPERWORD];

 

/*

 *用于设置第i 位

 */

inline void set_bit(int i)

{       

       a[i>>SHIFT] |=  (1<<(i & MASK));

       /*

        *首先需要知道i会落在第几个word中即a[i >> SHIFT]

        *其次需要知道i在该word中应该在哪一位即 (1<<(i&MASK))

        *最后使用|运算完成置位。

        *例子：假设i=100，则i 在a[100 >> 5] = a[3], (1 << (100 & 31)) = (1<<4)

        *                a[3] |= (1 << 4),则置上了a[3]的第四位

        *       100= a[0 ] *32 + a[1] *32 + a[2] * 32 + a[3]的4位,这样当我们发现a[3]的

        *       的第4位被置时，我们就可以知道100这个数存在

       */

}

 

/*

 *清位是置位的逆运算，与置位类似找到i所在的WORD，然后再

 *找到其在该WORD中的位,与set相反的是它将该位取反为0，然后

 * 进行与操作

 */

inline void clear_bit(int i)

{       

       a[i>>SHIFT] &= ~(1<<(i & MASK));

}

 

/*

 *测试i位是否被置位，即找到第i位然后看该位是否为1

 *找位的过程和上面相同，然后令该位和1进行与操作

 *如果为0则没有置位，如果不为0则该位被置

 */

inline int  test_bit(int i)

{

       return a[i>>SHIFT] & (1<<(i & MASK));

}

 

int main()

{     int i;

 

       /*初始化数组，清除所有位使用memset效率会更高一些*/

       for (i = 0; i < N; i++) {

              clear_bit(i);

       }

 

       /*使用文件等输入方式，输入所有的整数*/

       while (scanf("%d", &i) != EOF)

              set_bit(i);/*置每一个整数*/

 

       /*打印出所有存在的整数*/

       for (i = 0; i < N; i++) {

              if (test_bit(i)) { /*只要该位被置说明该整数存在*/

                     printf("%d/n", i);

              }

       }

       return 0;

}

 

三、应用

举个简单的例子，如果我们有一组乱序的整数存在文件 file-data.tmp中，我们希望对其进行排序：

 

100

4

98

34

56

234

 

假设上面的程序编译后的可执行文件为 bit-sort，那么在Linux操作系统中，我们可以使用如下的方式对文件内的乱序整数进行排序：

 

% cat file-data.tmp | bit-sort

输出结果为：

 

4

34

56

98

100

234