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JavaScript實現鏈表插入排序和鏈表歸並排序，javascript歸並

編輯：關於JSP

JavaScript實現鏈表插入排序和鏈表歸並排序，javascript歸並

本篇文章詳細的介紹了JavaScript實現鏈表插入排序和鏈表歸並排序，鏈表的歸並排序就是對每個部分都進行歸並排序，然後合並在一起。

1.鏈表

1.1鏈表的存儲表示

//鏈表的存儲表示
typedef int ElemType;
typedef struct LNode
{
  ElemType data;
  struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;

1.2基本操作

創建鏈表：

/*
 * 創建鏈表。
 * 形參num為鏈表的長度，函數返回鏈表的頭指針。
 */
LinkList CreatLink(int num)
{
  int i, data;
 
  //p指向當前鏈表中最後一個結點，q指向准備插入的結點。
  LinkList head = NULL, p = NULL, q;
 
  for (i = 0; i < num; i++)
  {
    scanf("%d", &data);
    q = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    q->data = data;
    q->next = NULL;
    if (i == 0)
    {
      head = q;
    }
    else
    {
      p->next = q;
    }
    p = q;
  }
  return head;
}

輸出鏈表：

/*
 * 輸出鏈表結點值。
 */
int PrintLink(LinkList head)
{
  LinkList p;
  for (p = head; p ;p = p->next)
  {
    printf("%-3d ", p->data);
  }
  return 0;
}

2.鏈表插入排序

基本思想：假設前面n-1個結點有序，將第n個結點插入到前面結點的適當位置，使這n個結點有序。

實現方法：

將鏈表上第一個結點拆下來，成為含有一個結點的鏈表(head1)，其余的結點自然成為另外一個鏈表(head2)，此時head1為含有

一個結點的有序鏈表；

將鏈表head2上第一個結點拆下來，插入到鏈表head1的適當位置，使head1仍有序，此時head1成為含有兩個結點的有序鏈表；

依次從鏈表head2上拆下一個結點，插入到鏈表head1中，直到鏈表head2為空鏈表為止。最後，鏈表head1上含所有結點，且結點有序。

插入排序代碼：

/*
 * 鏈表插入排序(由小到大)。
 * 輸入：鏈表的頭指針，
 * 輸出：排序後鏈表的頭指針。
 * 實現方法：將原鏈表拆成兩部分：鏈表1仍以head為頭指針，鏈表結點有序。鏈表2以head2為頭指針，鏈表結點無序。
 * 將鏈表2中的結點依次插入到鏈表1中，並保持鏈表1有序。
 * 最後鏈表1中包含所有結點，且有序。
 */
LinkList LinkInsertSort(LinkList head)
{
  //current指向當前待插入的結點。
  LinkList head2, current, p, q;
 
  if (head == NULL)
    return head;
 
  //第一次拆分。
  head2 = head->next;
  head->next = NULL;
 
  while (head2)
  {
    current = head2;
    head2 = head2->next;
 
    //尋找插入位置，插入位置為結點p和q中間。
    for (p = NULL, q = head; q && q->data <= current->data; p = q, q = q->next);
 
    if (q == head)
    {
      //將current插入最前面。
      head = current;
    }
    else
    {
      p->next = current;
    }
    current->next = q;
  }
  return head;
}

完整源代碼：

/*
 * 鏈表插入排序，由小到大
 */
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TOTAL 10    //鏈表長度

//鏈表的存儲表示
typedef int ElemType;
typedef struct LNode
{
  ElemType data;
  struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;

LinkList CreatLink(int num);
LinkList LinkInsertSort(LinkList head);
int PrintLink(LinkList head);

/*
 * 創建鏈表。
 * 形參num為鏈表的長度，函數返回鏈表的頭指針。
 */
LinkList CreatLink(int num)
{
  int i, data;

  //p指向當前鏈表中最後一個結點，q指向准備插入的結點。
  LinkList head = NULL, p = NULL, q;

  for (i = 0; i < num; i++)
  {
    scanf("%d", &data);
    q = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    q->data = data;
    q->next = NULL;
    if (i == 0)
    {
      head = q;
    }
    else
    {
      p->next = q;
    }
    p = q;
  }
  return head;
}

/*
 * 鏈表插入排序(由小到大)。
 * 輸入：鏈表的頭指針，
 * 輸出：排序後鏈表的頭指針。
 * 實現方法：將原鏈表拆成兩部分：鏈表1仍以head為頭指針，鏈表結點有序。鏈表2以head2為頭指針，鏈表結點無序。
 * 將鏈表2中的結點依次插入到鏈表1中，並保持鏈表1有序。
 * 最後鏈表1中包含所有結點，且有序。
 */
LinkList LinkInsertSort(LinkList head)
{
  //current指向當前待插入的結點。
  LinkList head2, current, p, q;

  if (head == NULL)
    return head;

  //第一次拆分。
  head2 = head->next;
  head->next = NULL;

  while (head2)
  {
    current = head2;
    head2 = head2->next;

    //尋找插入位置，插入位置為結點p和q中間。
    for (p = NULL, q = head; q && q->data <= current->data; p = q, q = q->next);

    if (q == head)
    {
      //將current插入最前面。
      head = current;
    }
    else
    {
      p->next = current;
    }
    current->next = q;
  }
  return head;
}

/*
 * 輸出鏈表結點值。
 */
int PrintLink(LinkList head)
{
  LinkList p;
  for (p = head; p ;p = p->next)
  {
    printf("%-3d ", p->data);
  }
  return 0;
}

int main()
{
  LinkList head;

  printf("輸入Total個數以創建鏈表：\n");
  head = CreatLink(TOTAL);
  
  head = LinkInsertSort(head);
  printf("排序後：\n");
  PrintLink(head);
  putchar('\n');
  return 0;
}

3.鏈表歸並排序

基本思想：如果鏈表為空或者含有一個結點，鏈表自然有序。否則，將鏈表分成兩部分，對每一部分分別進行歸並排序，然後將已排序的兩個鏈表歸並在一起。

歸並排序代碼：

/*
 * 鏈表歸並排序(由小到大)。
 * 輸入：鏈表的頭指針，
 * 輸出：排序後鏈表的頭指針。
 * 遞歸實現方法：將鏈表head分為兩部分，分別進行歸並排序，再將排序後的兩部分歸並在一起。
 * 遞歸結束條件：進行遞歸排序的鏈表為空或者只有一個結點。
 */
LinkList LinkMergeSort(LinkList head)
{
  LinkList head1, head2;
  if (head == NULL || head->next == NULL)
    return head;
 
  LinkSplit(head, &head1, &head2);
  head1 = LinkMergeSort(head1);
  head2 = LinkMergeSort(head2);
  head = LinkMerge(head1, head2);
  return head;
}

其中鏈表分割函數如下，基本思想是利用slow/fast指針，具體實現方法見注釋。

/*
 * 鏈表分割函數。
 * 將鏈表head均分為兩部分head1和head2，若鏈表長度為奇數，多出的結點從屬於第一部分。
 * 實現方法：首先使指針slow/fast指向鏈首，
 * 然後使fast指針向前移動兩個結點的同時，slow指針向前移動一個結點，
 * 循環移動，直至fast指針指向鏈尾。結束時，slow指向鏈表head1的鏈尾。
 */
int LinkSplit(LinkList head, LinkList *head1, LinkList *head2)
{
  LinkList slow, fast;
 
  if (head == NULL || head->next == NULL)
  {
    *head1 = head;
    *head2 = NULL;
    return 0;
  }
  slow = head;
  fast = head->next;
  while (fast)
  {
    fast = fast->next;
    if (fast)
    {
      fast = fast->next;
      slow = slow->next;
    }
  }
  *head1 = head;
  *head2 = slow->next;
 
  //注意：一定要將鏈表head1的鏈尾置空。
  slow->next = NULL;
  return 0;
}

鏈表歸並函數有遞歸實現和非遞歸實現兩種方法：

非遞歸實現：

/*
 * 鏈表歸並。
 * 將兩個有序的鏈表歸並在一起，使總鏈表有序。
 * 輸入：鏈表head1和鏈表head2
 * 輸出：歸並後的鏈表
 * 實現方法：將鏈表head2中的結點依次插入到鏈表head1中的適當位置，使head1仍為有序鏈表。
 */
LinkList LinkMerge(LinkList head1, LinkList head2)
{
  LinkList p, q, t;
 
  if (!head1)
    return head2;
  if (!head2)
    return head1;
 
  //循環變量的初始化，q指向鏈表head1中的當前結點，p為q的前驅。
  p = NULL;
  q = head1;
  while (head2)
  {
    //t為待插入結點。
    t = head2;
    head2 = head2->next;
    //尋找插入位置，插入位置為p和q之間。
    for (;q && q->data <= t->data; p = q, q = q->next);
    if (p == NULL)
      head1 = t;
    else
      p->next = t;
    t->next = q;
    //將結點t插入到p和q之間後，使p重新指向q的前驅。
    p = t;
  }
  return head1;
}

遞歸實現：

LinkList LinkMerge2(LinkList head1, LinkList head2)
{
  LinkList result;
 
  if (!head1)
    return head2;
  if (!head2)
    return head1;
 
  if (head1->data <= head2->data)
  {
    result = head1;
    result->next = LinkMerge(head1->next, head2);
  }
  else
  {
    result = head2;
    result->next = LinkMerge(head1, head2->next);
  }
  return result;
}

完整源代碼：

/*
* 鏈表歸並排序，由小到大。
*/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TOTAL 10    //鏈表長度

//鏈表的存儲表示
typedef int ElemType;
typedef struct LNode
{
  ElemType data;
  struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;

LinkList CreatLink(int num);
LinkList LinkMergeSort(LinkList head);
LinkList LinkMerge(LinkList head1, LinkList head2);
LinkList LinkMerge2(LinkList head1, LinkList head2);
int LinkSplit(LinkList head, LinkList *head1, LinkList *head2);
int PrintLink(LinkList head);

/*
* 創建鏈表。
* 形參num為鏈表的長度，函數返回鏈表的頭指針。
*/
LinkList CreatLink(int num)
{
  int i, data;

  //p指向當前鏈表中最後一個結點，q指向准備插入的結點。
  LinkList head = NULL, p = NULL, q;

  for (i = 0; i < num; i++)
  {
    scanf("%d", &data);
    q = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    q->data = data;
    q->next = NULL;
    if (i == 0)
    {
      head = q;
    }
    else
    {
      p->next = q;
    }
    p = q;
  }
  return head;
}

/*
* 輸出鏈表結點值。
*/
int PrintLink(LinkList head)
{
  LinkList p;
  for (p = head; p; p = p->next)
  {
    printf("%-3d ", p->data);
  }
  return 0;
}

int main()
{
  LinkList head;

  printf("輸入Total個數以創建鏈表：\n");
  head = CreatLink(TOTAL);

  head = LinkMergeSort(head);
  printf("排序後：\n");
  PrintLink(head);
  putchar('\n');
  return 0;
}

/*
 * 鏈表歸並排序(由小到大)。
 * 輸入：鏈表的頭指針，
 * 輸出：排序後鏈表的頭指針。
 * 遞歸實現方法：將鏈表head分為兩部分，分別進行歸並排序，再將排序後的兩部分歸並在一起。
 * 遞歸結束條件：進行遞歸排序的鏈表為空或者只有一個結點。
 */
LinkList LinkMergeSort(LinkList head)
{
  LinkList head1, head2;
  if (head == NULL || head->next == NULL)
    return head;

  LinkSplit(head, &head1, &head2);
  head1 = LinkMergeSort(head1);
  head2 = LinkMergeSort(head2);
  head = LinkMerge(head1, head2);    //非遞歸實現
  //head = LinkMerge2(head1, head2);  //遞歸實現
  return head;
}

/*
 * 鏈表歸並。
 * 將兩個有序的鏈表歸並在一起，使總鏈表有序。
 * 輸入：鏈表head1和鏈表head2
 * 輸出：歸並後的鏈表
 * 實現方法：將鏈表head2中的結點依次插入到鏈表head1中的適當位置，使head1仍為有序鏈表。
 */
LinkList LinkMerge(LinkList head1, LinkList head2)
{
  LinkList p, q, t;

  if (!head1)
    return head2;
  if (!head2)
    return head1;

  //循環變量的初始化，q指向鏈表head1中的當前結點，p為q的前驅。
  p = NULL;
  q = head1;
  while (head2)
  {
    //t為待插入結點。
    t = head2;
    head2 = head2->next;
    //尋找插入位置，插入位置為p和q之間。
    for (;q && q->data <= t->data; p = q, q = q->next);
    if (p == NULL)
      head1 = t;
    else
      p->next = t;
    t->next = q;
    //將結點t插入到p和q之間後，使p重新指向q的前驅。
    p = t;
  }
  return head1;
}

LinkList LinkMerge2(LinkList head1, LinkList head2)
{
  LinkList result;

  if (!head1)
    return head2;
  if (!head2)
    return head1;

  if (head1->data <= head2->data)
  {
    result = head1;
    result->next = LinkMerge(head1->next, head2);
  }
  else
  {
    result = head2;
    result->next = LinkMerge(head1, head2->next);
  }
  return result;
}

/*
 * 鏈表分割函數。
 * 將鏈表head均分為兩部分head1和head2，若鏈表長度為奇數，多出的結點從屬於第一部分。
 * 實現方法：首先使指針slow/fast指向鏈首，
 * 然後使fast指針向前移動兩個結點的同時，slow指針向前移動一個結點，
 * 循環移動，直至fast指針指向鏈尾。結束時，slow指向鏈表head1的鏈尾。
 */
int LinkSplit(LinkList head, LinkList *head1, LinkList *head2)
{
  LinkList slow, fast;

  if (head == NULL || head->next == NULL)
  {
    *head1 = head;
    *head2 = NULL;
    return 0;
  }
  slow = head;
  fast = head->next;
  while (fast)
  {
    fast = fast->next;
    if (fast)
    {
      fast = fast->next;
      slow = slow->next;
    }
  }
  *head1 = head;
  *head2 = slow->next;

  //注意：一定要將鏈表head1的鏈尾置空。
  slow->next = NULL;
  return 0;
}

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持幫客之家。

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