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;
}
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