用c++实现问题并写出代码，问题如下：基于散列技术的排序 假设一个文件包含至多 1 亿条数据，如下图所示，每条数据都是一个 7 位的整数，每个 整数至多出现一次，如何利用最小的内存，和无限大的硬盘空间，利用基于散列表技术来实 现快速排序？ 提示： 1、采用类似位图的方法 2、可采用 STL 进行辅助实现

下面是基于散列表技术的排序的C++代码实现：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <bitset>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <thread>

using namespace std;

const int MAX_NUM = 10000000; // 散列表的最大长度
const int BUCKET_SIZE = 100000; // 散列表的桶的数量
const int BUFFER_SIZE = 1000000000; // 缓冲区的大小，单位为字节
const int THREAD_NUM = 4; // 线程数量

bitset<MAX_NUM> bit_map; // 位图，用于判断某个数是否出现过
vector<int> bucket[BUCKET_SIZE]; // 散列表，每个桶存放一组数
char buffer[BUFFER_SIZE]; // 缓冲区，用于缓存内存中的数据
int buffer_pos = 0; // 缓冲区的当前位置
int last_num = 0; // 上一个读入的数

// 将一个数插入到散列表中
void insert_num(int num) {
    int pos = num % BUCKET_SIZE; // 计算桶的位置
    bucket[pos].push_back(num); // 将数插入到桶中
    bit_map.set(num, true); // 将位图相应位置设为true
}

// 将散列表中的数据写入缓冲区中
void write_bucket_to_buffer() {
    for (int i = 0; i < BUCKET_SIZE; i++) {
        if (bucket[i].size() > 0) {
            int len = bucket[i].size();
            char* data = reinterpret_cast<char*>(&bucket[i][0]); // 将vector中的数据转换为char数组
            int size = len * sizeof(int); // 计算数据大小
            memcpy(buffer + buffer_pos, data, size); // 将数据复制到缓冲区中
            buffer_pos += size; // 更新缓冲区的当前位置
            bucket[i].clear(); // 清空桶中的数据
        }
    }
}

// 排序线程函数
void sort_thread(int start, int end) {
    for (int i = start; i < end; i++) {
        int pos = i % BUCKET_SIZE;
        sort(bucket[pos].begin(), bucket[pos].end()); // 对桶中的数据进行排序
    }
}

// 将缓冲区中的数据写入硬盘中
void write_buffer_to_disk(int file_num) {
    char file_name[20];
    sprintf(file_name, "file_%d.bin", file_num); // 文件名为file_{file_num}.bin
    ofstream out(file_name, ios::binary);
    out.write(buffer, buffer_pos); // 将缓冲区中的数据写入文件中
    buffer_pos = 0; // 清空缓冲区
}

// 处理文件中的数据
void process_file(const char* file_name) {
    ifstream in(file_name, ios::binary);
    while (in.peek() != EOF) {
        int num;
        in.read(reinterpret_cast<char*>(&num), sizeof(int)); // 从文件中读入一个数
        if (!bit_map.test(num)) { // 如果这个数没有出现过，则插入到散列表中
            insert_num(num);
        }
        if (buffer_pos >= BUFFER_SIZE) { // 如果缓冲区已经满了，则将散列表中的数据写入缓冲区中
            write_bucket_to_buffer();
            if (buffer_pos >= BUFFER_SIZE) { // 如果散列表中的数据写入缓冲区后仍然超过了缓冲区的大小，则写入硬盘中
                write_buffer_to_disk(last_num / MAX_NUM);
                last_num += MAX_NUM;
            }
        }
    }
    write_bucket_to_buffer(); // 处理完文件中的所有数据后，将散列表中的数据写入缓冲区中
}

// 读入一个文件，并将其中的数据插入到散列表中
void read_file(const char* file_name) {
    thread t[THREAD_NUM];
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
        int start = i * MAX_NUM / THREAD_NUM;
        int end = (i + 1) * MAX_NUM / THREAD_NUM;
        t[i] = thread(sort_thread, start, end); // 创建排序线程
    }
    process_file(file_name); // 处理文件中的数据
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
        t[i].join(); // 等待排序线程结束
    }
    write_buffer_to_disk(last_num / MAX_NUM); // 将缓冲区中的数据写入硬盘中
}

// 合并多个文件中的数据，并将结果写入到输出文件中
void merge_files(const char* output_file) {
    ofstream out(output_file, ios::binary);
    int file_num = (last_num / MAX_NUM) + 1;
    vector<ifstream> files(file_num);
    vector<int> nums(file_num);
    for (int i = 0; i < file_num; i++) {
        char file_name[20];
        sprintf(file_name, "file_%d.bin", i); // 文件名为file_{i}.bin
        files[i].open(file_name, ios::binary);
        files[i].read(reinterpret_cast<char*>(&nums[i]), sizeof(int)); // 从文件中读入一个数
    }
    while (true) {
        int min_num = MAX_NUM + 1;
        int min_pos = -1;
        for (int i = 0; i < file_num; i++) {
            if (nums[i] < min_num) { // 找到最小的数
                min_num = nums[i];
                min_pos = i;
            }
        }
        if (min_pos == -1) { // 如果没有找到最小的数，则退出循环
            break;
        }
        out.write(reinterpret_cast<char*>(&min_num), sizeof(int)); // 将最小的数写入输出文件中
        files[min_pos].read(reinterpret_cast<char*>(&nums[min_pos]), sizeof(int)); // 从文件中读入一个数
        if (files[min_pos].peek() == EOF) { // 如果该文件已经读完，则关闭文件
            files[min_pos].close();
        }
    }
}

int main() {
    const char* input_file = "input.bin";
    const char* output_file = "output.bin";
    read_file(input_file); // 读入输入文件，并将其中的数据插入到散列表中
    merge_files(output_file); // 合并多个文件中的数据，并将结果写入到输出文件中
    return 0;
}

上述代码实现了将输入文件中的数据插入到散列表中，并将散列表中的数据排序后写入到缓冲区中，当缓冲区满了之后再将缓冲区中的数据写入到硬盘中。当处理完输入文件中的所有数据后，将散列表中的数据写入到缓冲区中，并将缓冲区中的数据写入到硬盘中。最后，将多个文件中的数据合并，得到最终的排序结果。在将散列表中的数据写入到硬盘中时，可以采用多线程并发的方式对每个桶进行排序，提高排序的效率。