基数排序【C语言】

基数排序（Radix Sort）是一种非比较排序算法，可以在O(nk)的时间复杂度内完成排序，其中n是待排序元素的数量，k是所有数字的最大位数。基数排序首先将数字按照位数进行分组，通常采用稳定的排序算法（如计数排序）来完成每个位的排序。

代码注释版： 

void radixSort(int *a, int num) {
    if (num <= 0) return; // 处理空数组

    // 1. 寻找最大值和最小值
    int max = a[0], min = a[0];
    for (int i = 1; i < num; i++) {
        if (a[i] > max) max = a[i];
        if (a[i] < min) min = a[i];
    }

    // 2. 处理负数偏移（存在溢出风险）
    long long offset = -(long long)min; // 转为long long防止溢出
    for (int i = 0; i < num; i++) {
        a[i] += offset; // 隐含风险：若原a[i] + offset超出int范围，实际会溢出
    }
    max += offset; // 更新最大值

    // 3. 基数排序主循环
    for (long long exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10) { // 使用long long防止exp溢出
        int count[10] = {0};

        // 统计当前位分布
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            count[(a[i] / exp) % 10]++;
        }

        // 计算累积分布
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            count[i] += count[i - 1];
        }

        // 动态分配临时数组（避免栈溢出）
        int *temp = (int *)malloc(num * sizeof(int));
        if (!temp) {
            perror("Memory allocation failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        // 从后向前填充临时数组（保证稳定性）
        for (int i = num - 1; i >= 0; i--) {
            int digit = (a[i] / exp) % 10;
            temp[--count[digit]] = a[i];
        }

        // 写回原数组
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            a[i] = temp[i];
        }

        free(temp); // 释放临时内存

        // 提前终止检测：避免exp溢出后死循环
        if (exp >= 1e10) break; 
    }

    // 4. 恢复原始值（同样注意溢出）
    for (int i = 0; i < num; i++) {
        a[i] -= offset;
    }
}

代码引用版（直接用）：

int radixSort(int *a, int num) {
	int max = a[0], min = a[0];
	for (int i = 1; i < num; i++) {
		if (a[i] > max)max = a[i];
		if (a[i] < min)min = a[i];
	}
	for (int i = 0; i < num; i++) {
		a[i] += (-min);
	}
	max += (-min);
	for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10) {
		int count[10] = {0};
		for (int i = 0; i < num; i++) {
			count[(a[i] / exp) % 10]++;
		}
		for (int i = 1; i < 10; i++) {
			count[i] += count[i - 1];
		}
		int *temp = (int *)malloc(num * sizeof(int));
		for (int i = num - 1; i >= 0; i--) {
			int q = (a[i] / exp) % 10;
			temp[count[q] - 1] = a[i];
			count[q]--;
		}
		for (int i = 0; i < num; i++) {
			a[i] = temp[i];
		}
		free(temp);
		if (exp >= 1e10)return -1;
	}
	for (int i = 0; i < num; i++) {
		a[i] -= (-min);
	}
	return 0;
}