从 int 获取单个数字以在 C/C++ 中进行基数排序的最佳方法

Posted 2023-02-22

【中文标题】从 int 获取单个数字以在 C/C++ 中进行基数排序的最佳方法

【英文标题】：Best way to get individual digits from int for radix sort in C/C++

【发布时间】：2010-05-24 02:06:57

【问题描述】：

从具有 n 个数字的 int 中获取单个数字以用于基数排序算法的最佳方法是什么？我想知道在 C/C++ 中是否有特别好的方法，如果没有，一般的最佳解决方案是什么？

编辑：澄清一下，我一直在寻找解决方案，而不是将其转换为字符串并将其视为数字数组。

【参考方案1】：

使用大小为2^k 的数字。提取nth 数字：

#define BASE (2<<k)
#define MASK (BASE-1)

inline unsigned get_digit(unsigned word, int n) 
    return (word >> (n*k)) & MASK;

使用移位和掩码（通过 base 为 2 的幂）避免了昂贵的整数除法指令。

之后，选择最佳基础是一个实验性问题（特定硬件的时间/空间权衡）。可能k==3 (base 8) 效果很好并且限制了桶的数量，但是k==4 (base 16) 看起来更有吸引力，因为它划分了字长。但是，不分字长的基数确实没有什么问题，您可能会发现基数 32 或基数 64 的性能更好。这是一个实验性问题，可能会因硬件而异，具体取决于缓存的行为方式以及数组中有多少元素。

最后一点：如果您要对 signed 整数进行排序，生活会更加痛苦，因为您希望将最高有效位视为有符号。我建议将所有内容都视为未签名，然后如果您真的需要签名，则在基数排序的最后一步中，您将交换存储桶，以便最重要 1 的存储桶位于最重要 0 之前。这个问题是 如果k 划分字长，肯定会更容易。

【参考方案2】：

不要使用基数 10，使用基数 16。

for (int i = 0; i < 8; i++) 
    printf("%d\n", (n >> (i*4)) & 0xf);

由于整数在内部以二进制形式存储，这将比除以 10 来确定 十进制 位更有效。

【讨论】：

很好的回应，我选择了诺曼，因为他的回答更深入。