非常基本的基数排序

Question

我刚刚写了一个简单的迭代基数排序，我想知道我的想法是否正确。
递归实现似乎更为常见。

我正在对 4 字节整数进行排序（为了简单起见，无符号）。
我使用 1 字节作为“数字”。所以我有 2^8=256 个桶。
我首先对最高有效数字 (MSD) 进行排序。
每次排序后，我按照它们在存储桶中存在的顺序将它们放回到数组中，然后执行下一次排序。
所以我最终做了 4 个桶排序。
它似乎适用于一小部分数据。因为我正在做 MSD，所以我猜这并不稳定，并且可能因不同的数据而失败。

我错过了什么重要的事情吗？

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>

using namespace std;

void radix(vector<unsigned>&);
void print(const vector<list<unsigned> >& listBuckets);
unsigned getMaxForBytes(unsigned bytes);
void merge(vector<unsigned>& data, vector<list<unsigned> >& listBuckets);

int main()
{
    unsigned d[] = {5,3,6,9,2,11,9, 65534, 4,10,17,13, 268435455, 4294967294,4294967293, 268435454,65537};
    vector<unsigned> v(d,d+17);

    radix(v);
    return 0;
}

void radix(vector<unsigned>& data)
{
    int bytes = 1;                                  //  How many bytes to compare at a time
    unsigned numOfBuckets = getMaxForBytes(bytes) + 1;
    cout << "Numbuckets" << numOfBuckets << endl;
    int chunks = sizeof(unsigned) / bytes;

    for(int i = chunks - 1; i >= 0; --i) 
    {
        vector<list<unsigned> > buckets;            // lazy, wasteful allocation
        buckets.resize(numOfBuckets);

        unsigned mask = getMaxForBytes(bytes);
        unsigned shift = i * bytes * 8;
        mask = mask << shift;

        for(unsigned j = 0; j < data.size(); ++j)
        {
            unsigned bucket = data[j] & mask;       //  isolate bits of current chunk
            bucket = bucket >> shift;               //  bring bits down to least significant

            buckets[bucket].push_back(data[j]); 
        }

        print(buckets);

        merge(data,buckets);
    }
}

unsigned getMaxForBytes(unsigned bytes)
{
    unsigned max = 0;
    for(unsigned i = 1; i <= bytes; ++i)
    {
        max = max << 8;
        max |= 0xFF;
    }

    return max;
}

void merge(vector<unsigned>& data, vector<list<unsigned> >& listBuckets)
{
    int index = 0;
    for(unsigned i = 0; i < listBuckets.size(); ++i)
    {
        list<unsigned>& list = listBuckets[i];
        std::list<unsigned>::const_iterator it = list.begin();

        for(; it != list.end(); ++it)
        {
            data[index] = *it;
            ++index;
        }
    }
}

void print(const vector<list<unsigned> >& listBuckets)
{
    cout << "Printing listBuckets: " << endl;
    for(unsigned i = 0; i < listBuckets.size(); ++i)
    {
        const list<unsigned>& list = listBuckets[i];

        if(list.size() == 0) continue;

        std::list<unsigned>::const_iterator it = list.begin();  //  Why do I need std here!?
        for(; it != list.end(); ++it)
        {
            cout << *it << ", ";
        }

        cout << endl;
    }
}

更新：
似乎以 LSD 形式运行良好，可以通过更改基数中的块循环来修改它，如下所示：

for(int i = chunks - 1; i >= 0; --i)

Answer 1

让我们看一下使用两位十进制数的示例：

49, 25, 19, 27, 87, 67, 22, 90, 47, 91

按第一位数字排序会产生

19, 25, 27, 22, 49, 47, 67, 87, 90, 91

接下来，按第二位数字排序会产生

90, 91, 22, 25, 27, 47, 67, 87, 19, 49

似乎是错误的，不是吗？或者这不是你正在做的事情？如果我弄错了，也许你可以向我们展示代码。

如果您对具有相同第一位数字的所有组进行第二次存储桶排序，则您的算法将相当于递归版本。也会很稳定。唯一的区别是您将按广度优先而不是深度优先进行存储桶排序。

Answer 2

您还需要确保在重新组装之前将每个桶从 MSD 排序到 LSD。
例子：
19,76,90,34,84,12,72,38
在 MSD 上分为 10 个桶 [0-9]
B0=[];B1=[19,12];B2=[];B3=[34,38];B4=[];B5=[];B6=[];B7=[76,72];B8 =[84];B9=[90];
如果你要重新组装然后再次排序，那就行不通了。相反，对每个存储桶进行递归排序。
B1排序为B1B2=[12];B1B9=[19]
一旦所有内容都排序完毕，您就可以正确地重新组装。