C語言數據結構 鏈表與歸并排序實例詳解
歸并排序適合于對鏈表進行原址排序,即只改變指針的連接方式,不交換鏈表結點的內容。
歸并排序的基本思想是分治法:先把一個鏈表分割成只有一個節點的鏈表,然后按照一定順序、自底向上合并相鄰的兩個鏈表。
只要保證各種大小的子鏈表是有序的,那么最后返回的鏈表就一定是有序的.
歸并排序分為分割和合并兩個子過程。分割是用遞歸的方法,把鏈表對半分割成兩個子鏈表;合并是在遞歸返回(回朔)的時候,把兩個有序鏈表合并成一個有序鏈表。
(注意:只有一個節點的鏈表一定是有序的)
這里sort過程就是分割過程;merge過程就是合并且排序的過程
說到分割鏈表,那么問題來了:鏈表不是隨機訪問的,我怎么知道分割點在哪里?一個寶貴的經驗就是:維護兩個指針,一快一慢??熘羔樏看魏笠苾蓚€單位,慢指針每次只移動一個單位。當快指針移動到tail或者最后一個有效節點時,慢指針就指向了中間的節點。
sort過程:
Node* sort (Node* beg){ if(beg==tail || beg->next==tail) return beg; Node* a = beg; Node* b = beg->next; while(b!=tail && b->next != tail) { a = a->next; b = b->next->next; } b = a->next; //the beginning of right part a->next = tail; //the end of left part return merge(sort(beg), sort(b));}
把鏈表分割之后就要合并。merge操作傳入的參數是兩個有序鏈表,返回的是合并后的有序的鏈表。兩個有序鏈表簡單拼接之后不一定是有序的,需要對每一個元素重排。這個重排的過程是從兩個鏈表各自最?。ㄗ畲螅┰亻_始,誰?。ù螅┚桶颜l放到新的鏈表里。
Node* LinkedList<T>::merge(Node* a, Node* b){ Node dummy = Node(); Node* head = &dummy; // temp是正在合并的表的節點 Node* temp = head; while(a!=tail && b!=tail) //逐個比較鏈表a和鏈表b的每個元素 { if(a->data <= b->data) { // 如果a比b小, 那么當前結點的后繼就是a temp->next = a; // 把當前節點移向后繼 temp = a; // a后移 a = a->next; } else { temp->next = b; temp = b; b = b->next; } // 如果原表a已經排完,那么新表后面就放b的剩余元素 // 否則仍然以a為標準和b進行比較 temp->next = (a==tail) ? b : a; } return head->next;}
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