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JavaScript实现链表插入排序和链表归并排序

2020-07-27 21:25:57
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供稿:网友

本篇文章详细的介绍了JavaScript实现链表插入排序和链表归并排序,链表的归并排序就是对每个部分都进行归并排序,然后合并在一起。

1.链表

1.1链表的存储表示

//链表的存储表示typedef int ElemType;typedef struct LNode{  ElemType data;  struct LNode *next;}LNode, *LinkList;

1.2基本操作

创建链表:

/* * 创建链表。 * 形参num为链表的长度,函数返回链表的头指针。 */LinkList CreatLink(int num){  int i, data;   //p指向当前链表中最后一个结点,q指向准备插入的结点。  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;}

输出链表:

/* * 输出链表结点值。 */int PrintLink(LinkList head){  LinkList p;  for (p = head; p ;p = p->next)  {    printf("%-3d ", p->data);  }  return 0;}

2.链表插入排序

基本思想:假设前面n-1个结点有序,将第n个结点插入到前面结点的适当位置,使这n个结点有序。

实现方法:

将链表上第一个结点拆下来,成为含有一个结点的链表(head1),其余的结点自然成为另外一个链表(head2),此时head1为含有

一个结点的有序链表;

将链表head2上第一个结点拆下来,插入到链表head1的适当位置,使head1仍有序,此时head1成为含有两个结点的有序链表;

依次从链表head2上拆下一个结点,插入到链表head1中,直到链表head2为空链表为止。最后,链表head1上含所有结点,且结点有序。

插入排序代码:

/* * 链表插入排序(由小到大)。 * 输入:链表的头指针, * 输出:排序后链表的头指针。 * 实现方法:将原链表拆成两部分:链表1仍以head为头指针,链表结点有序。链表2以head2为头指针,链表结点无序。 * 将链表2中的结点依次插入到链表1中,并保持链表1有序。 * 最后链表1中包含所有结点,且有序。 */LinkList LinkInsertSort(LinkList head){  //current指向当前待插入的结点。  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;     //寻找插入位置,插入位置为结点p和q中间。    for (p = NULL, q = head; q && q->data <= current->data; p = q, q = q->next);     if (q == head)    {      //将current插入最前面。      head = current;    }    else    {      p->next = current;    }    current->next = q;  }  return head;}

完整源代码:

/* * 链表插入排序,由小到大 */#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define TOTAL 10    //链表长度//链表的存储表示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);/* * 创建链表。 * 形参num为链表的长度,函数返回链表的头指针。 */LinkList CreatLink(int num){  int i, data;  //p指向当前链表中最后一个结点,q指向准备插入的结点。  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;}/* * 链表插入排序(由小到大)。 * 输入:链表的头指针, * 输出:排序后链表的头指针。 * 实现方法:将原链表拆成两部分:链表1仍以head为头指针,链表结点有序。链表2以head2为头指针,链表结点无序。 * 将链表2中的结点依次插入到链表1中,并保持链表1有序。 * 最后链表1中包含所有结点,且有序。 */LinkList LinkInsertSort(LinkList head){  //current指向当前待插入的结点。  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;    //寻找插入位置,插入位置为结点p和q中间。    for (p = NULL, q = head; q && q->data <= current->data; p = q, q = q->next);    if (q == head)    {      //将current插入最前面。      head = current;    }    else    {      p->next = current;    }    current->next = q;  }  return head;}/* * 输出链表结点值。 */int PrintLink(LinkList head){  LinkList p;  for (p = head; p ;p = p->next)  {    printf("%-3d ", p->data);  }  return 0;}int main(){  LinkList head;  printf("输入Total个数以创建链表:/n");  head = CreatLink(TOTAL);    head = LinkInsertSort(head);  printf("排序后:/n");  PrintLink(head);  putchar('/n');  return 0;}

3.链表归并排序

基本思想:如果链表为空或者含有一个结点,链表自然有序。否则,将链表分成两部分,对每一部分分别进行归并排序,然后将已排序的两个链表归并在一起。

归并排序代码:

/* * 链表归并排序(由小到大)。 * 输入:链表的头指针, * 输出:排序后链表的头指针。 * 递归实现方法:将链表head分为两部分,分别进行归并排序,再将排序后的两部分归并在一起。 * 递归结束条件:进行递归排序的链表为空或者只有一个结点。 */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;}

其中链表分割函数如下,基本思想是利用slow/fast指针,具体实现方法见注释。

/* * 链表分割函数。 * 将链表head均分为两部分head1和head2,若链表长度为奇数,多出的结点从属于第一部分。 * 实现方法:首先使指针slow/fast指向链首, * 然后使fast指针向前移动两个结点的同时,slow指针向前移动一个结点, * 循环移动,直至fast指针指向链尾。结束时,slow指向链表head1的链尾。 */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:一定要将链表head1的链尾置空。  slow->next = NULL;  return 0;}

链表归并函数有递归实现和非递归实现两种方法:

非递归实现:

/* * 链表归并。 * 将两个有序的链表归并在一起,使总链表有序。 * 输入:链表head1和链表head2 * 输出:归并后的链表 * 实现方法:将链表head2中的结点依次插入到链表head1中的适当位置,使head1仍为有序链表。 */LinkList LinkMerge(LinkList head1, LinkList head2){  LinkList p, q, t;   if (!head1)    return head2;  if (!head2)    return head1;   //循环变量的初始化,q指向链表head1中的当前结点,p为q的前驱。  p = NULL;  q = head1;  while (head2)  {    //t为待插入结点。    t = head2;    head2 = head2->next;    //寻找插入位置,插入位置为p和q之间。    for (;q && q->data <= t->data; p = q, q = q->next);    if (p == NULL)      head1 = t;    else      p->next = t;    t->next = q;    //将结点t插入到p和q之间后,使p重新指向q的前驱。    p = t;  }  return head1;}

递归实现:

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;}

完整源代码:

/** 链表归并排序,由小到大。*/#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define TOTAL 10    //链表长度//链表的存储表示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);/** 创建链表。* 形参num为链表的长度,函数返回链表的头指针。*/LinkList CreatLink(int num){  int i, data;  //p指向当前链表中最后一个结点,q指向准备插入的结点。  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;}/** 输出链表结点值。*/int PrintLink(LinkList head){  LinkList p;  for (p = head; p; p = p->next)  {    printf("%-3d ", p->data);  }  return 0;}int main(){  LinkList head;  printf("输入Total个数以创建链表:/n");  head = CreatLink(TOTAL);  head = LinkMergeSort(head);  printf("排序后:/n");  PrintLink(head);  putchar('/n');  return 0;}/* * 链表归并排序(由小到大)。 * 输入:链表的头指针, * 输出:排序后链表的头指针。 * 递归实现方法:将链表head分为两部分,分别进行归并排序,再将排序后的两部分归并在一起。 * 递归结束条件:进行递归排序的链表为空或者只有一个结点。 */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);    //非递归实现  //head = LinkMerge2(head1, head2);  //递归实现  return head;}/* * 链表归并。 * 将两个有序的链表归并在一起,使总链表有序。 * 输入:链表head1和链表head2 * 输出:归并后的链表 * 实现方法:将链表head2中的结点依次插入到链表head1中的适当位置,使head1仍为有序链表。 */LinkList LinkMerge(LinkList head1, LinkList head2){  LinkList p, q, t;  if (!head1)    return head2;  if (!head2)    return head1;  //循环变量的初始化,q指向链表head1中的当前结点,p为q的前驱。  p = NULL;  q = head1;  while (head2)  {    //t为待插入结点。    t = head2;    head2 = head2->next;    //寻找插入位置,插入位置为p和q之间。    for (;q && q->data <= t->data; p = q, q = q->next);    if (p == NULL)      head1 = t;    else      p->next = t;    t->next = q;    //将结点t插入到p和q之间后,使p重新指向q的前驱。    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;}/* * 链表分割函数。 * 将链表head均分为两部分head1和head2,若链表长度为奇数,多出的结点从属于第一部分。 * 实现方法:首先使指针slow/fast指向链首, * 然后使fast指针向前移动两个结点的同时,slow指针向前移动一个结点, * 循环移动,直至fast指针指向链尾。结束时,slow指向链表head1的链尾。 */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:一定要将链表head1的链尾置空。  slow->next = NULL;  return 0;}

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持武林网。

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