排序算法--基数排序

核心思想是按位排序（低位到高位）。适用于定长的整数或字符串，如例如：手机号、身份证号排序。按数据的每一位从低位到高位（或相反）依次排序，每次排序使用稳定的算法（如计数排序）。

#include <stdlib.h>
// 获取数组中最大值（用于确定位数）
int getMax(int arr[], int n) {int max = arr[0];for (int i = 1; i < n; i++) {if (arr[i] > max) {max = arr[i];}}return max;
}// 使用计数排序对指定位数进行排序（exp=1,10,100...）
void countSort(int arr[], int n, int exp) {int* output = (int*)malloc(n * sizeof(int));  // 输出数组int count[10] = {0};                          // 十进制计数数组// 统计当前位数字出现次数for (int i = 0; i < n; i++) {count[(arr[i] / exp) % 10]++;}// 计算累计位置（稳定排序关键）for (int i = 1; i < 10; i++) {count[i] += count[i - 1];}// 反向填充保证稳定性（相同数字保持原顺序）for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {output[count[(arr[i] / exp) % 10] - 1] = arr[i];count[(arr[i] / exp) % 10]--;}// 将排序结果复制回原数组for (int i = 0; i < n; i++) {arr[i] = output[i];}free(output);
}// 基数排序主函数（LSD：最低位优先）
void radixSort(int arr[], int n) {int max = getMax(arr, n);// 按每一位进行计数排序for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10) {countSort(arr, n, exp);}
}

#include <stdio.h>
// 打印数组
void printArray(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}int main() {int arr[] = {170, 45, 75, 90, 802, 24, 2, 66}; // 测试数据int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("排序前: ");printArray(arr, n);radixSort(arr, n);printf("排序后: ");printArray(arr, n);return 0;
}

优化建议：

1.基数选择优化，使用更大的基数（如256），减少迭代次数，提升缓存利用率

2.内存预分配，预分配输出数组空间，减少多次内存分配开销

3负数处理，分离符号位单独处理，支持负数排序

扩展优化示例（支持负数）

void radixSortWithNegative(int arr[], int n) {// 分离正负数int* positive = malloc(n * sizeof(int));int* negative = malloc(n * sizeof(int));int pos_count = 0, neg_count = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {if (arr[i] >= 0) {positive[pos_count++] = arr[i];} else {negative[neg_count++] = -arr[i]; // 取绝对值处理}}// 分别排序正负数radixSort(positive, pos_count);radixSort(negative, neg_count);// 合并结果（负数逆序）int index = 0;for (int i = neg_count - 1; i >= 0; i--) {arr[index++] = -negative[i];}for (int i = 0; i < pos_count; i++) {arr[index++] = positive[i];}free(positive);free(negative);
}