一、问题描述
实现英文单词按字典序排列的基数排序算法 编写一个程序，采用基数排序方法将一组英文单词按字典顺序排 列。假设单词均由小写字母或空格构成，最长的单词有 MaxLen 个 字母，用相关数据进行测试并输出各趟的排序结果。 用例：R[] = {" while", "if", "if else", "for", "do while", " switch"} 排序结果： "do while", "for", "if", "if else", " while", " switch"
二、问题解决
cpp
#include <stdio.h>
#include <malloc.h> #include <string.h>
#define MAX_LEN 10 // 单词的最大长度
#define RADIX 27 // 基数 rd 为 27,分
别对应' ','a',...,'z'
typedef char String[MAX_LEN + 1]; // 定义 String 为字
符数组类型
typedef struct node
{
String word;
struct node *next;
}link_node; // 单链表结点类型
//输出单词
void disp_word(String R[], int n)
{
int i;
printf(" ");
for(i = 0; i < n; i++)
{
printf(" %s ", R[i]);
}
printf("\n");
}
//对单词进行预处理,用空格填充尾部至 MAX_LEN 长
void pre_process(String R[], int n)
{
int i, j;
for(i = 0; i < n; i++)
{
if(strlen(R[i]) < MAX_LEN)
{
for(j = strlen(R[i]); j < MAX_LEN; j++)
{
R[i][j] = ' ';
}
R[i][j] = '\0';
} }
}
//恢复处理,删除预处理时填充的尾部空格
void end_process(String R[], int n)
{
int i, j;
for(i = 0; i < n; i++)
{
for(j = MAX_LEN - 1; R[i][j] == ' '; j--)
R[i][j + 1] = '\0';
}
}
//按关键字的第 j 个分量进行分配，进入此过程时各队列一定为空
void distribute(String R[], link_node *head[], link_node *tail[],
int j, int n)
{
int i; // 循环变量
int k; // 队列编号
link_node *p;
for(i = 0; i < n; i++) // 依次扫描
R[i],将其入队
{
if(R[i][j] == ' ') // 空格时放入 0
号队列中,'a'放入 1 号队列中
k = 0;
else
k = R[i][j] - 'a' + 1;
p = (link_node *)malloc(sizeof(link_node)); // 创建新结点
strcpy(p->word, R[i]);
p->next = NULL;
if(head[k] == NULL)
{
head[k] = p;
tail[k] = p;
}
else {
tail[k]->next = p;
tail[k] = p;
}
}
}
//依次将各非空队列中的结点收集起来，并释放各非空队列中的所有结点
void collect(String R[], link_node *head[])
{
int i;
int k = 0;
link_node *pre, *p;
for(i = 0; i < RADIX; i++)
{
if(head[i] != NULL)
{
pre = head[i];
p = pre->next;
while(p != NULL)
{
strcpy(R[k++], pre->word);
free(pre);
pre = p;
p = p->next;
}
strcpy(R[k++], pre->word);
free(pre);
}
}
}
//对 R[0...n-1]进行基数排序
void radix_sort(String R[], int n)
{
int i, j;
link_node *head[RADIX], *tail[RADIX];
for(i = MAX_LEN - 1; i >= 0; i--) // 从低位到
高位做 MAX_LEN 趟基数排序 {
for(j = 0; j < RADIX; j++)
head[j] = tail[j] = NULL;
distribute(R, head, tail, i, n); // 第 i 趟分
配
collect(R, head); // 第 i 趟收
集
}
}
int main()
{
int n = 6;
String R[] = {"while", "if", "if else", "for", "do while",
"switch"};
printf("排序前：");
disp_word(R, n);
pre_process(R, n);
radix_sort(R, n);
end_process(R, n);
printf("排序后:");
disp_word(R, n);
return 0;
} 三、代码分析
在对这组英文字母排序之前，要使它们的长度保持一致（即用空格填充）， 在排序完成之后再将填充的空格删去。这里运用的排序方法时基数排序， 基 数排序是一种非比较排序算法，它根据元素的每个位上的值进行排序。 函数 radix_sort 接受一个字符串数组 R 和数组的长度 n 作为参数。它使 用了两个辅助数组 head 和 tail，用于存储链表的头节点和尾节点。 首先，代码中使用两个循环嵌套来进行基数排序。外层循环从最高位开始，逐 渐向低位移动，共进行 MAX_LEN 趟排序。内层循环用于初始化 head 和 tail 数 组，将它们全部置为 NULL。 每一趟排序中，代码调用了两个函数：distribute 和 collect。这两个函 数分别用于分配和收集元素。函数 distribute 接受参数 R、head、tail、i 和 n，其中 R 是待排序的字符串数组，head 和 tail 是链表的头节点和尾节点数 组，i 表示当前进行排序的位数，n 表示数组的长度。该函数根据第 i 位上的 值将元素分配到不同的链表中。函数 collect 接受参数 R 和 head，其中 R 是 待排序的字符串数组，head 是链表的头节点数组。 该函数将链表中的元素按顺序收集到数组 R 中，完成一趟排序。通过循环 嵌套的方式，代码依次进行每一趟排序，直到最低位排序完成。最终，数组 R 中的元素就按照每个位上的值进行了排序。