此基数排序代码中的最后一个“for”循环是做什么的？

Question

我正在阅读 Zed A. Shaw 的 Learn C The Hard Way 一书，我正在查看他对基数排序算法的实现。

这是他的代码：

#define ByteOf(x, y) (((u_int8_t *)x)[y])

static inline void radix_sort(short offset, uint64_t max,
        uint64_t * source, uint64_t * dest)
{
  uint64_t count[256] = { 0 };
  uint64_t *cp = NULL;
  uint64_t *sp = NULL;
  uint64_t *end = NULL;
  uint64_t s = 0;
  uint64_t c = 0;

  // Count occurences of every byte value
  for (sp = source, end = source + max; sp < end; sp++) {
    count[ByteOf(sp, offset)]++;
  }

  // transform count into index by summing
  // elements and storing them into same array.
  for (s = 0, cp = count, end = count + 256; cp < end; cp++) {
    c = *cp;
    *cp = s;
    s += c;
  }

  // fill dest with right values in the right place
  for (sp = source, end = source + max; sp < end; sp++) {
    cp = count + ByteOf(sp, offset);
    printf("dest[%d] = %d\n", *cp, *sp);
    dest[*cp] = *sp;
    ++(*cp);
  }
}

以上只是辅助函数。他实际的基数排序在这里完成：

void RadixMap_sort(RadixMap * map)
{
  uint64_t *source = &map->contents[0].raw;
  uint64_t *temp = &map->temp[0].raw;

  radix_sort(0, map->end, source, temp);
  radix_sort(1, map->end, temp, source);
  radix_sort(2, map->end, source, temp);
  radix_sort(3, map->end, temp, source);
}

这是他定义的结构：

typedef union RMElement {
  uint64_t raw;
  struct {
    uint32_t key;
    uint32_t value;
  } data;
} RMElement;

typedef struct RadixMap {
  size_t max;
  size_t end;
  uint32_t counter;
  RMElement *contents;
  RMElement *temp;
} RadixMap;

我能理解内联函数中的前 2 个 for 循环 radix_sort。据我所知，第一个只是简单地计算字节值，第二个函数基本上是累积频率table，其中每个条目都是前一个条目的总和。

我仍然无法理解 ByteOf(x, y) 宏和第三个 for 循环。我试过阅读使用 C++ 实现的 Wikipedia page for Radix-sort and I read another article。但是，这些文章中每一篇中编写的代码都与他编写的代码不匹配。

我了解基数排序的原理。基本上，我们根据每个数字对其进行分组，为我们遇到的每个新数字重新排列分组。例如，要对数组 [223, 912, 275, 100, 633, 120, 380] 进行排序，您首先将它们按个位分组，这样您将得到 [380, 100, 120]、[912]、[633, 223]、[275]。然后你对十位和百位做同样的事情，直到你有运行个数字。

如果能帮助解释他的代码，我们将不胜感激。谢谢。

Answer 1

ByteOf(x, y) 等同于：

#define ByteOf(x, y)  ((*(x) >> (offset*8)) & 0xff)

也就是说，它将字节#{offset} 的值隔离在一个值内。

第二个循环是一种分配器。如果前六个 counts[] 在第一个循环之后是 1,2,4,0,16,25，那么在第二个循环之后它们将是 0,1,3,7,7,23。这指示第三个循环（通过 source[]）将目标布局为：

ByteOf       index       number of values
0            0           1
1            1           2
2            3           4
3            7           0 -- there are none.
4            7           16
5            23          25

我发现将第三个循环重写为更清楚一些：

  for (i = 0; i < max; i++) {
    dest[count[ByteOf((source+i), offset)]++] = source[i];
  }

我认为它更清楚地显示了关系，即第i个源元素正在被复制到目标中的索引。 dest 中的索引位于先前为此 digit 计算的分区 (count[]) 的开头。由于此位置现在有一个数字，我们增加此分区的开始以防止 over-writing 它。

请注意，(source+i) 两边的括号对于在 ByteOf 中获取正确的转换地址是必需的。

此基数排序代码中的最后一个“for”循环是做什么的？

What does the last `for` loop in this Radix Sort code do?

c

radix-sort