数据与结构 - 链表的排序 - 使用直接插入排序

问题 有一个带头结点的单链表L,设计一个算法使其元素递增有序

该问题我用C语言写的的 ,大家也可以用Java尝试。

//链表排序 - 直接插入排序算法 - 先构建只含一个数据结点的有序单链表,然后依次扫描单链表中剩下的结点*base
//在有序表中通过比较查找插入base的前驱结点*base_left, 然后将*base插入到*base_left之后
LNode *sort(LNode *L)
{
    LNode *base = L->next, *base_left;//创建一个基准结点
    LNode *base_right = base->next;//基准结点的后继结点 保证不会断链
    base->next = NULL;//这一步必须有 L结点目前只有一个数据结点 构造只含有一个数据结点的有序表
    base = base_right;//base用于表示它的后继结点

    while(base != NULL){

        base_right = base->next;//先将基点的后继结点赋值给base_right变量
        base_left = L;//基点的左边有序序列的首个结点

        //有序序列的后继结点存在 并且 "有序后继结点"的值小于基点的值 那么 有序序列后继基点赋值给base_left
        while(base_left->next != NULL && base_left->next->data < base->data){
            base_left = base_left->next;
        }

        //这里已经找到了大于基点的有序序列的结点,基点指向有序序列的结点的后继结点
        base->next = base_left->next;
        base_left->next = base;//然后 有序序列的结点指向基点
        base = base_right;//将基点的后继结点变身为"基点"接着进行循环,知道变身后的"基点"等于NULL
    }

    return L;
}

剩下的是链表基本操作的demo 我发上去

#include 
#include 
#include 

//创建单链表的成员  其实就是结点
//LNode p;  p就是一个结点
typedef struct LNode {
    int data;  //数据域
    struct LNode *next;  //指针域
}LNode;  //LNode 为这个结构体的别名


//初始化链表
LNode *initLink() {
    LNode *p = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));  //创建一个头结点
    //动态分配内存
    LNode *temp = p;  //声明一个指针指向头结点,用于遍历链表
    //14行中创建了一个头结点 定义一个指针  因为p是指针变量 temp也是指针变量
    //生成链表
    for (int i = 1; i < 5; i++) {
        LNode *a = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));   //创建一个新的结点
        //对这个结点的成员进行赋值
        a->data = i;
        a->next = NULL;   //这个结点的指针指向NULL 表示结束标志
        temp->next = a;   //temp的作用用来遍历链表
        temp = temp->next;
    }
    return p;
}


LNode * insertElem(LNode *L, int elem, int addIndex){
    LNode *temp = L;//创建临时结点用来遍历链表
    //先找到要插入的位置的上一个结点
    for(int i = 1; i < addIndex; i++){
        if(temp == NULL) {
            printf("插入位置无效");
            return L;
            //这里形参为这个链表的首地址,如果首地址的指向为空 1 可能是一个空链表 2 在进行第i次遍历的时候未达到addIndex的位置就结束了
        }
        temp = temp->next;
    }
    //创建插入结点c
    //链表中所以存储方式必须是以结点的方式
    LNode *c = (LNode * )malloc(sizeof(LNode));

    //向链表中插入结点 这里插入结点的方法:先通过新节点连接后面的数 然后原来的结点连接新节点
    c->data = elem;
    c->next = temp->next;
    temp->next = c;
    return L;

}



//链表按值搜索
int selectElem(LNode *L, int elem){
    LNode *temp = L;//
    int i = 1;//位置 初始化为1
    temp = temp->next;//第一个结点
    while(temp != NULL) {
         if(temp->data == elem) return i;
         temp = temp->next;
         i++;
    }

    return -1;

}

LNode *delElem(LNode *p, int add) {
    LNode *temp = p;  //创建一个临时结点用来遍历
    //判断删除位置是否正确
    for (int i = 1; i < add; i++)
    {
        if (temp == NULL) {
            printf("删除位置异常\n");
            return p;
        }
        temp = temp->next;
    }
    LNode *c = temp->next;   //这里定义的这个非常巧妙
    //此时的c指向被删去的结点
    //要删除直接将其覆盖
    temp->next = c->next;    //这里就ok
    free(c);   //释放内存
    return p;
}

//进行更改
LNode *amendElem(LNode *p, int add, int newElem)
{
    LNode *temp = p;   //创建一个临时结点用来遍历
    for (int i = 1; i < add; i++)
    {
        if (temp == NULL) {
            printf("更改位置无效\n");
            return p;
        }
        temp = temp->next;
    }
    //此时的temp指向更改位置的前一个点
    LNode *amend = temp->next;   //创建一个临时结点指向更改的位置
    amend->data = newElem;    //更改数据成功

    return p;
}

//输出链表
void display(LNode *p) {
    LNode *temp = p;  //创建一个临时结点用来遍历
    //只要temp->next不指向NULL就输出
    while (temp->next) {
        temp = temp->next;
        printf("%d ", temp->data);
    }
    printf("\n");
}


//链表排序 - 直接插入排序算法 - 先构建只含一个数据结点的有序单链表,然后依次扫描单链表中剩下的结点*base
//在有序表中通过比较查找插入base的前驱结点*base_left, 然后将*base插入到*base_left之后
LNode *sort(LNode *L)
{
    LNode *base = L->next, *base_left;//创建一个基准结点
    LNode *base_right = base->next;//基准结点的后继结点 保证不会断链
    base->next = NULL;//这一步必须有 L结点目前只有一个数据结点 构造只含有一个数据结点的有序表
    base = base_right;//base用于表示它的后继结点

    while(base != NULL){

        base_right = base->next;//先将基点的后继结点赋值给base_right变量
        base_left = L;//基点的左边有序序列的首个结点

        //有序序列的后继结点存在 并且 "有序后继结点"的值小于基点的值 那么 有序序列后继基点赋值给base_left
        while(base_left->next != NULL && base_left->next->data < base->data){
            base_left = base_left->next;
        }

        //这里已经找到了大于基点的有序序列的结点,基点指向有序序列的结点的后继结点
        base->next = base_left->next;
        base_left->next = base;//然后 有序序列的结点指向基点
        base = base_right;//将基点的后继结点变身为"基点"接着进行循环,知道变身后的"基点"等于NULL
    }

    return L;
}

//测试案例
int main() {
    //初始化链表
    printf("\n------初始化链表----------\n");
    LNode *p = initLink();
    display(p);

    printf("在第4的位置插入元素11:\n");
    p = insertElem(p, 11, 1);
    p = insertElem(p, 5, 2);
    p = insertElem(p, 13, 3);
    p = insertElem(p, 6, 4);
    p = insertElem(p, 8, 5);
    display(p);

    printf("进行排序 \n");
    p = sort(p);
    display(p);
//    printf("删除元素3:\n");
//    p = delElem(p, 3);
//    display(p);
//
//    printf("查找元素2的位置为:\n");
//    int address = selectElem(p, 2);
//    if (address == -1)
//        printf("没有该元素\n");
//    else printf("元素2的位置为:%d\n", address);
//
//    printf("更改第3的位置的数为7:\n");
//    p = amendElem(p, 3, 7);
//    display(p);

    return 0;

}

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