排序总结-----基数排序

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// Created by liyuanshuo on 2017/3/18.
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#include <cstring>
#include <malloc.h>
#include <cassert>
#include "radix_sort.h"

/*
 *
 *  基数排序是另外一种比较有特色的排序方式，它是怎么排序的呢？
 *  我们可以按照下面的一组数字做出说明：12、 104、 13、 7、 9
 *
 *  （1）按个位数排序是12、13、104、7、9
 *
 *  （2）再根据十位排序104、7、9、12、13
 *
 *  （3）再根据百位排序7、9、12、13、104
 *
 *  这里注意，如果在某一位的数字相同，那么排序结果要根据上一轮的数组确定，举个例子来说：07和09在十分位都是0
 *  但是上一轮排序的时候09是排在07后面的；同样举一个例子，12和13在十分位都是1,但是由于上一轮12是排在13前面，
 *  所以在十分位排序的时候，12也要排在13前面。
 *
 *	所以，一般来说，10基数排序的算法应该是这样的
 *
 *	（1）判断数据在各位的大小，排列数据；
 *
 *	（2）根据1的结果，判断数据在十分位的大小，排列数据。如果数据在这个位置的余数相同，那么数据之间的顺序根据上一轮的排列顺序确定；
 *
 *	（3）依次类推，继续判断数据在百分位、千分位......上面的数据重新排序，直到所有的数据在某一分位上数据都为0
 *
 */

/*
 *     a）计算在某一分位上的数据
 */

int pre_process_data( int array[], int length, int weight )
{
	int index;
	int value = 1;
	
	for ( index = 0 ; index < weight ; index++ )
	{
		value *= 10;
	}
	for ( index = 0;  index < length; ++ index)
	{
		array[index] = array[index] % value /( value / 10 );
	}
	for (index = 0; index < length; ++index)
	{
		if( 0 != array[index] )
			return 1;
	}
	return 0;
}

/*
 *   b）对某一分位上的数据按照0~10排序
 */

void sort_for_basic_number( int array[], int length, int swap[] )
{
	int index;
	int basic;
	int total = 0;
	
	for (basic = -9; basic < 10; ++basic)
	{
		for (index = 0; index < length; ++index)
		{
			if( -10 != array[index] && basic == array[index] )
			{
				swap[total++] = array[index];
				array[index] = -10;
			}
		}
	}
	memmove (array, swap, sizeof (int) * length);
}

/*
 *
 * c）根据b中的排序结果，对实际的数据进行排序
 *
 */

void sort_data_by_basic_number( int array[], int data[], int swap[], int lenght, int weight )
{
	int index;
	int outer;
	int inter;
	int value = -1;
	
	for (index = 0; index < weight; ++index)
	{
		value *= 10;
	}
	for ( outer = 0 ; outer < lenght ; outer++ )
	{
		for (inter = 0; inter < lenght; ++inter)
		{
			if( -10 != array[inter] && data[outer] == ( array[inter]%value / ( value/10)))
			{
				swap[outer] = array[inter];
				array[inter] = -10;
				break;
			}
		}
	}
	memmove (array, swap, sizeof (int)*lenght );
}

/*
 *
 *  d）把a、b、c组合起来构成基数排序，直到某一分位上的数据为0
 *
 */

void radix_sort( int array[], int length )
{
	int *pData;
	int weight = -1;
	int count;
	int *swap;
	if ( NULL ==array || 0 == length )
	{
		return;
	}
	pData = (int *)malloc(sizeof (int) * length);
	assert(NULL != pData);
	memmove (pData, array, length* sizeof (int));
	swap = (int*)malloc (sizeof (int)*length);
	assert (NULL != swap );
	while ( 1 )
	{
		count = pre_process_data (pData, length, weight);
		if ( !count )
			break;
		
		sort_for_basic_number (pData ,length ,swap);
		sort_data_by_basic_number(array, pData, swap, length, weight);
		memmove (pData, array, length* sizeof (int));
		weight++;
	}
	free (pData);
	free (swap);
	return;
}