基数浮点数

编程问答 2022-06-03

问题描述

我想对C中的浮点数进行基数排序。下面是我的代码。但是，我的输出不正确。例如，如果我用3.1，-5和1运行代码，则我的排序值将打印为3.000000，-5.000000和1.000000。

我知道要正确地从浮点数转换为int并转换回浮点数，我需要应用以下逻辑，但是由于我尝试了很多错误，因此我不确定如何将其集成到rfloat（）中。

我怎样才能正确地对浮点数进行按位基数排序？

float x = 3.1,*y; 
    int *a; 
    
    a = (int *)&x; 
    y = (float *)a; 

    printf("%f",*y); 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void rs(unsigned int *a,int c) {
    int i;
    int m = a[0];
    int bt = 0;
    unsigned int *b = malloc(0 * sizeof(int));

    for (i = 0; i < c; i++) {
        if (a[i] > m)
            m = a[i]; 
    }

    while((m>>bt) > 0){ 
        int buck[2] = { 0 };

        for (i = 0; i < c; i++) { 
            buck[(a[i]>>bt)&1]++;
        }

        for (i = 1; i < 2; i++) { 
            buck[i] += buck[i-1];
        }

        for (i = c-1; i >= 0; i--) { 
            b[--buck[(a[i]>>bt)&1]] = a[i]; 
        }

        for (i = 0; i < c; i++) {
            a[i] = b[i]; 
        }
        bt++;
    }
    free(b); 
}

void rfloat(float *arr,int c) {
    int d[c]; 
    int i; 
    
    for(i = 0; i < c; i++){
        d[i] = (int)arr[i];
    }
    
    rs(d,c);
    
    for(i = 0; i < c; i++){
        arr[i] = (float)d[i]; 
    }
    
}

int main() {
    int size;  
    int i; 
    float* arr = malloc(0* sizeof(float)); 
    
    printf("Size: "); 
    scanf("%d",&size); 
    
    for (int i = 0; i < size; i++){
        printf("Values: ");
        scanf("%f",&arr[i]); 
    }
    
    rfloat(arr,size); 
    
    printf("Sorted: ");
    for (i = 0; i < size; i++){
        printf("%f ",arr[i]);
    }
    free(arr); 
}

解决方法

正值浮点数的排序方式与您将其位模式排序为无符号整数时的排序方式相同。负浮点数不是，它们以反向的顺序进行排序，比起您对位模式进行排序的情况而言。此外，如果要对正浮点数进行排序，则负浮点数将排在正数之后，因为它们的最高位已设置。

那我们该怎么办？我们进行转换。如果设置了最高位，则翻转所有其他位（使负数在它们之间正确排序），并且始终翻转最高位（使负数和正数正确排序）。然后排序后，我们反转转换。

不需要四舍五入！

void rfloat(float* arr,size_t size) {
    assert(sizeof(unsigned) == sizeof(float) && sizeof(float) == 4);
    unsigned* d = malloc(size * sizeof(unsigned));
    
    for (size_t i = 0; i < size; i++) {
        // Interpret float as 32-bit unsigned.
        d[i] = *(unsigned*) &(arr[i]);

        // Flip all except top if top bit is set.
        d[i] ^= (((unsigned) (((int) d[i]) >> 31)) >> 1);

        // Flip top bit.
        d[i] ^= (1u << 31);
    }
    
    rs(d,size);
    
    // Inverse transform.
    for (size_t i = 0; i < size; i++) {
        d[i] ^= (1u << 31);
        d[i] ^= (((unsigned) (((int) d[i]) >> 31)) >> 1);
        arr[i] = *(float*) &(d[i]);
    }
    
    free(d);
}

请注意，此后您的代码仍然无法使用。您的基数排序例程有问题。但这是另一个问题，如果您自己找不到答案。

bit-shiftccastingcastingradix-sort