【数据结构】对单链表进行简单选择排序,使结点元素递增

文章介绍了如何使用C语言实现单链表的简单选择排序算法,包括算法思想、定义链表结构体、函数实现过程以及测试用例。在函数实现部分,通过工作指针找到每一轮的最小值并进行交换,最后展示了创建和排序链表的完整代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

1.算法思想

  1. 循环创建单链表
  2. 使用简单选择排序找到当前最小的结点的值
  3. 交换最小值与当前值
  4. 重复2,3两步,直到排序完成

2.定义结构体

只使用到单链表的数据结构:

  • data: 存放数据元素
  • next: 用于指向下一个结点的指针
typedef struct LNode {
    int data;
    struct LNode *next;
} LNode, *LinkList;

3.函数实现

工作指针:

  • min: 指向每一轮比较完成后的最小结点
  • p: 指向当前结点,每次比较完成后都将与min比较是否交换数据元素
  • q: 用于遍历链表,每次都从p的下一个结点开始,查找当前轮的最小结点

简单选择排序的基本思想:

  1. 将最小值min设置为当前结点p,从p的下一个结点q开始查找,如果遇到比最小值结点min还小的值,则修改min,让其指向q
  2. 交换p和min指向的数据。使用中间变量tmp暂存p的值。完成后p指针后移
  3. 重复1,2两步,直至排序完成
void ChooseSort(LinkList &A) {
    //工作指针,min指向最小结点,p指向当前结点,q为工作指针,用于每轮的遍历
    LNode *min,*p,*q;
    int tmp;//暂存当前结点值,用于交换数据
    if(!A->next) {
        printf("链表为空!\n");
        return;
    }
    for(p=A->next; p!=NULL; p=p->next) {
        min = p;//每一轮最小结点指向当前结点
        q = p->next;//从当前结点的下一个节点开始比较
        while(q) {
            if(q->data < min->data) {//如果工作结点比最小值还小
                min = q;
            }
            q = q->next;
        }
        tmp = p->data;
        p->data = min->data;
        min->data = tmp;
    }
}

4.测试用例

创建链表A,并定义数据元素数组a,然后循环创建每个结点,使用尾插法将每次创建的结点插入到链表中。

  • sizeof(a) / sizeof(a[0]): 用于计算数组a的数据个数,创建结点
  • 指针s: 用于指向每次创建的新结点
  • 指针tail: 指向链表的尾结点,初始指向头结点A

每次循环时创建新结点,然后将数据元素插入到新结点中,再使用尾插法将新结点插入到链表尾部,并修改tail指针指向新的尾结点。

 LinkList A = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    int a[] = {4,5,3,1,2};
    LNode *s = NULL;
    LNode *tail = A;//tail指向尾结点
    //循环创建链表
    for(int i=0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++) {
        s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));//创建新结点
        s->data = a[i];
        s->next = NULL;
        tail->next = s;
        tail = tail->next;
    }

测试结果如下:
简单选择排序升序

5.完整代码

#include <iostream>
using namespace std;

//定义结构体
typedef struct LNode {
    int data;
    struct LNode *next;
} LNode, *LinkList;

//简单选择排序(升序)
void ChooseSort(LinkList &A) {
    //工作指针,min指向最小结点,p指向当前结点,q为工作指针,用于每轮的遍历
    LNode *min,*p,*q;
    int tmp;//暂存当前结点值,用于交换数据
    if(!A->next) {
        printf("链表为空!\n");
        return;
    }
    for(p=A->next; p!=NULL; p=p->next) {
        min = p;//每一轮最小结点指向当前结点
        q = p->next;//从当前结点的下一个节点开始比较
        while(q) {
            if(q->data < min->data) {//如果工作结点比最小值还小
                min = q;
            }
            q = q->next;
        }
        tmp = p->data;
        p->data = min->data;
        min->data = tmp;
    }
}

int main() {
    //创建单链表
    LinkList A = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    int a[] = {4,5,3,1,2};
    LNode *s = NULL;
    LNode *tail = A;//tail指向尾结点
    //循环创建链表
    for(int i=0; i<sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++) {
        s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));//创建新结点
        s->data = a[i];
        s->next = NULL;
        tail->next = s;
        tail = tail->next;
    }
    LinkList p = A->next;
    printf("A链表的数据为:\n");
    while(p) {
        printf("%d\t", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
    ChooseSort(A);
    LinkList q = A->next;
    printf("修改后后A链表的数据为:\n");
    while(q) {
        printf("%d\t", q->data);
        q = q->next;
    }

    return 0;
}
<think>好的,我现在需要帮用户完成两个C语言函数的编写:合并两个有序链表和对链表进行简单选择排序。首先,我得仔细分析问题,确保理解每个要求。 首先看合并有序链表的函数。题目要求合并两个带头结点递增有序单链表,结果也要保持递增。函数原型是Node* merge_sorted_lists(Node* head1, Node* head2)。带头结点链表意味着头结点本身不存数据,所以实际的数据从第二个节点开始。合并的时候,我需要创建一个新的头结点,然后依次比较两个链表的节点,按顺序连接。需要注意处理其中一个链表遍历完的情况,以及最后释放原链表的头结点吗?或者是否需要保留原链表的头结点?题目没有说明是否需要保留原链表,所以可能只需要将节点重新链接到新链表中,而原链表的头结点可能不需要释放,因为用户可能没有要求。或者可能应该不修改原链表,只是将节点重新链接。但合并两个有序链表通常的做法是重新排列节点,而不是创建新节点。因此,这里应该将两个链表的节点重新组合到新链表中,并且原来的头结点可能被舍弃。但是原链表的头结点是传入的参数,用户可能希望合并后的链表使用新的头结点,而原来的两个链表可能不再使用。所以正确的做法应该是创建一个新的头结点,然后将两个链表中的有效节点(头结点之后的节点)按顺序链接到新头结点后面。这过程中需要逐个比较两个链表当前节点的值,取较小的插入到新链表尾部。最后,如果还有剩余节点,直接链接到尾部。同时,需要注意处理两个链表可能为空的情况,即头结点后面没有节点。这时候新链表也应该只有头结点,后面没有节点。此外,函数返回的是新链表的头结点地址。 接下来是简单选择排序的函数List_sort,使用带头结点单链表简单选择排序的思路是每次在未排序的部分中找到最小的元素,然后将其移动到已排序部分的末尾。对于链表来说,这需要遍历找到最小节点,然后将其从原位置取出,插入到已排序部分的末尾。需要注意链表操作时的指针修改,避免断链。具体步骤可能是:初始化已排序部分的尾指针为头结点,然后每次在剩余未排序部分中找到最小节点,将其前驱节点记录下来,然后将其从链表中取出,插入到已排序尾指针的后面,并更新尾指针。这个过程需要循环直到所有节点都被处理。需要注意的是,当链表为空或只有一个节点时,不需要处理。另外,寻找最小节点的时候,需要遍历未排序部分,并记录当前最小节点及其前驱,因为单链表的删除需要前驱节点的指针。这一步可能比较复杂,容易出错,需要仔细处理指针的移动和比较。例如,假设当前未排序部分从p开始,那么需要遍历p到末尾,找到最小的那个节点的前驱,因为单链表删除需要前驱。或者,另一种方法是每次遍历找到最小节点,同时记录其前驱,然后将该节点移动到已排序的末尾。这可能涉及到多次遍历链表,时间复杂度为O(n²),但简单选择排序本来就是这样的复杂度,所以没有问题。 现在开始具体实现这两个函数。 首先是合并链表函数: 1. 创建新链表的头结点。 2. 初始化两个指针分别指向两个链表的第一个有效节点(即head1->next和head2->next)。 3. 使用一个尾指针跟踪新链表的最后一个节点,初始时指向新头结点。 4. 比较两个当前节点的值,将较小的节点连接到尾指针的后面,并移动对应的指针和尾指针。 5. 当其中一个链表遍历完后,将另一个链表的剩余部分直接链接到尾部。 6. 返回新链表的头结点。 需要注意的是,原链表的头结点应该保留,但它们的后续节点可能已经被移动,所以合并后的原链表可能已经被破坏。但题目没有说明是否需要保持原链表不变,所以这里假设可以修改原链表的链接,直接复用节点。因此,合并后的链表会使用原链表的节点,而原链表可能不再可用。不过,用户可能期望合并操作不破坏原链表,但这样就需要创建新节点,复制数据。但题目中的例子比如合并两个有序链表通常都是原地合并,不需要复制。因此,这里应该采用原地合并的方式,将两个链表的节点重新链接,这样原链表的头结点可能只剩下头结点,其他节点被移动到新链表中。但原链表的头结点不会被释放,所以用户需要注意这一点。 接下来是List_sort函数: 使用简单选择排序,每次找到未排序部分的最小节点,将其移动到已排序末尾。 具体步骤: 1. 如果链表为空或只有一个节点,直接返回。 2. 初始化已排序部分的尾指针sorted_tail为头结点。 3. 当sorted_tail->next不为空时,说明还有未排序节点: a. 在未排序部分中找到最小节点的前驱pre_min和最小节点min_node。 b. 将min_node从链表中移除(通过pre_min->next = min_node->next)。 c. 将min_node插入到sorted_tail的后面,并更新sorted_tail到min_node。 4. 重复直到所有节点处理完毕。 需要注意的是,如何找到最小节点的前驱。例如,从未排序部分的第一个节点开始(即sorted_tail->next),然后遍历,比较每个节点的数据,记录最小的节点及其前驱。初始时,pre_min可能是sorted_tail,因为未排序部分的第一个节点的前驱是sorted_tail。例如: 初始时,未排序部分从current = sorted_tail->next开始。pre_min初始化为sorted_tail,min_node初始化为current。然后遍历current->next,比较每个节点的值,如果发现更小的值,则更新pre_min和min_node。遍历结束后,将min_node取出,插入到sorted_tail之后,然后sorted_tail移动到min_node。 这个过程可能容易出错,比如处理当最小节点是未排序部分的第一个节点的情况,此时pre_min就是sorted_tail,不需要改变;否则,pre_min会在遍历过程中找到。 举个例子: 假设当前已排序的尾是sorted_tail,未排序部分从节点A开始。遍历找到最小节点是B,其前驱是A的前驱,即可能是在sorted_tail之后的某个位置。例如,链表结构为sorted_tail -> A -> C -> B -> D,此时找到B为最小,那么pre_min是C,需要将C的next指向D,然后将B插入到sorted_tail的后面,成为新的sorted_tail。这样,链表变为sorted_tail -> B -> A -> C -> D?或者是否弄反了? 或者可能我的理解有误。需要仔细分析。 正确的做法应该是,在每次遍历未排序部分时,初始pre_min初始化为sorted_tail的前一个节点?或者更准确地说,未排序部分的起始点是sorted_tail->next,所以遍历的开始节点是sorted_tail->next,而pre_min初始化为sorted_tail,因为sorted_tail是已排序的最后一个节点,未排序的第一个节点的前驱是sorted_tail。例如,假设sorted_tail指向已排序的最后一个节点,那么未排序部分的第一个节点是sorted_tail->next。此时,在查找最小节点的过程中,pre_min的初始值应该是sorted_tail,当前节点是sorted_tail->next。然后遍历current = sorted_tail->next; current != null,同时维护pre_min和current的前驱。例如: 初始时,pre_min初始化为sorted_tail,min_node初始化为sorted_tail->next。然后从current = min_node->next开始,pre_current = min_node。每次比较current->data和min_node->data,如果更小,则更新min_node和pre_min(即pre_min是pre_current)。遍历结束后,如果min_node不是sorted_tail->next,则需要将其取出,并插入到sorted_tail之后。例如: 原链表部分:sorted_tail -> A -> B -> C(假设sorted_tail是已排序的末尾,现在未排序部分从A开始) 假设B是当前找到的最小节点,pre_min是A(B的前驱是A),则操作是: 将A->next指向C(pre_min->next = min_node->next),然后将B插入到sorted_tail之后,sorted_tail->next = B,B->next = A。这样,sorted_tail移动到B,成为新的末尾。此时,已排序部分增加了B,未排序部分是A和C。这样是否正确? 或者,可能需要更仔细的处理。例如,在找到min_node后,需要将min_node从原位置删除,然后插入到sorted_tail的后面。 例如: 原始链表部分:sorted_tail -> X -> min_node -> Y -> ... pre_min是X,min_node是找到的最小节点。操作是: X->next = Y(删除min_node),然后将min_node插入到sorted_tail后面:min_node->next = sorted_tail->next(即原来的X节点吗?或者可能我在这里的步骤有误)。 或者,当将min_node插入到sorted_tail之后,应该让min_node的next指向原来的sorted_tail->next吗?例如: 假设sorted_tail当前指向节点S,原链表是S -> A -> B -> C,其中B是min_node,pre_min是A。删除B后,链表变为S -> A -> C。然后将B插入到S之后,得到S -> B -> A -> C。这样,sorted_tail变为B,下一轮处理时,未排序部分是A -> C。 这样,每次将最小的节点移动到已排序部分的末尾,直到全部处理完毕。 所以,正确的步骤应该是: 1. 初始化sorted_tail为头结点。 2. 当sorted_tail->next不为空时: a. 初始化pre_min为sorted_tail,min_node为sorted_tail->next。 b. 遍历链表,从当前min_node的下一个节点开始,用current指针遍历,同时维护pre_current(当前节点的前驱)。 c. 对于每一个current节点: i. 如果current->data < min_node->data,则更新pre_min为pre_current,min_node为current。 ii. pre_current和current前进。 d. 遍历结束后,如果pre_min不等于sorted_tail,说明min_node不是sorted_tail的下一个节点,需要将min_node从原位置删除: pre_min->next = min_node->next; e. 将min_node插入到sorted_tail之后: min_node->next = sorted_tail->next; // 这里可能需要调整,因为原sorted_tail->next可能已经被改变? 或者可能这里直接让min_node的next指向sorted_tail->next的前一个状态? 或者,这可能会有问题,因为当删除min_node后,sorted_tail的next可能已经改变? 例如,当pre_min是sorted_tail时,即min_node是sorted_tail->next,这时候不需要删除,直接处理。否则,需要先删除min_node,再将其插入到sorted_tail之后。 但插入的时候,sorted_tail的next可能已经改变了吗?比如,假设sorted_tail的next是A,而min_node是B,位于A后面。此时,删除B需要改变A的next,然后sorted_tail->next还是A,这时候将B插入到sorted_tail之后,成为sorted_tail->B->A->...,这样是否正确? 举个例子,初始时sorted_tail指向S,链表是 S -> A -> B -> C,其中B是min_node。pre_min是A,所以删除B之后链表变为 S -> A -> C。然后,将B插入到S的后面:B->next = A,S->next = B。此时链表变为 S -> B -> A -> C。这样sorted_tail移动到B,成为新的sorted_tail。这样处理是正确的。 所以步骤应该是: - 找到min_node及其pre_min。 - 如果pre_min != sorted_tail,说明min_node不在sorted_tail的下一个位置,需要将其删除。 - 将min_node插入到sorted_tail的后面,然后更新sorted_tail为min_node。 或者,不管pre_min是否为sorted_tail,都进行插入操作。例如: 当min_node是sorted_tail的下一个节点时,无需删除,直接将其作为已排序部分的新的末尾,即sorted_tail = min_node,进入下一轮循环。 否则,需要将min_node从原位置删除,然后插入到sorted_tail之后,再移动sorted_tail。 这样,不管哪种情况,都可以统一处理: 找到min_node后,将其从原位置删除(如果不在sorted_tail之后),然后插入到sorted_tail之后,并移动sorted_tail。 但这样如何处理? 或者,更好的方法可能是: 无论min_node的位置如何,都将其移动到sorted_tail之后。例如: 假设sorted_tail是S,当前未排序部分从X开始。找到min_node为Y,其前驱为X_pre。需要将Y移动到S之后。步骤如下: 1. 将Y从原位置删除:X_pre->next = Y->next。 2. 将Y插入到S之后:Y->next = S->next; S->next = Y。 3. 更新sorted_tail为Y? 这可能有问题,因为原来的S->next可能指向其他节点,比如X,这时候插入Y到S之后,Y的下一个节点变为X,而sorted_tail应该移动到Y的位置,这样下一轮处理时,未排序部分从X开始。但这样是否会导致问题? 或者,可能应该将Y插入到sorted_tail之后,并且将sorted_tail移动到Y,这样Y成为已排序部分的最后一个节点。无论Y原来在哪里,这样处理是正确的。 例如,原链表是 S -> A -> B -> C -> D,sorted_tail是S。假设找到B是min_node,其前驱是A。删除B后得到 S -> A -> C -> D。然后插入B到S之后,得到 S -> B -> A -> C -> D。然后sorted_tail移动到B。下一轮处理时,未排序部分是A -> C -> D。再次寻找最小的节点,假设是A,那么它会被移动到B之后,得到 S -> B -> A -> C -> D,sorted_tail移动到A,依此类推。 这看起来是正确的。所以步骤应该是: 每次找到最小节点,将其移动到已排序部分的末尾,即sorted_tail之后,并更新sorted_tail为该节点。 但这里需要注意的是,当min_node的位置在已排序部分的后面时,移动后可能会导致链表结构正确。 所以,具体实现时,代码可能如下: void List_sort(Node* head) { if (head == NULL || head->next == NULL) { return; // 空链表或只有头结点,无需排序 } Node* sorted_tail = head; // 已排序部分的尾结点,初始为头结点 while (sorted_tail->next != NULL) { Node* pre_min = sorted_tail; Node* min_node = sorted_tail->next; Node* current = min_node->next; Node* pre_current = min_node; // 寻找最小值节点 while (current != NULL) { if (current->data < min_node->data) { pre_min = pre_current; min_node = current; } pre_current = current; current = current->next; } // 将min_node从原位置移除 if (pre_min != sorted_tail) { pre_min->next = min_node->next; // 将min_node插入到sorted_tail之后 min_node->next = sorted_tail->next; sorted_tail->next = min_node; } // 移动sorted_tail到新加入的节点 sorted_tail = min_node; } } 但是,这可能存在问题。例如,当min_node已经是sorted_tail的下一个节点时,pre_min等于sorted_tail,此时不需要移动节点,直接让sorted_tail前进即可。例如,初始时sorted_tail是head,min_node是第一个有效节点,此时不需要改变链接,直接sorted_tail移动到min_node。下一轮循环处理后面的节点。 但当min_node不是sorted_tail的下一个节点时,需要将其移动到sorted_tail之后,并调整指针。比如,原链表中sorted_tail之后是A,而min_node是B,位于A之后。此时,将B移动到sorted_tail之后,导致链表结构变为sorted_tail -> B -> A -> ...。这时候,下一轮循环时,sorted_tail是B,处理后续节点。 但是,在代码中,当pre_min不等于sorted_tail时,执行移动操作。例如,当min_node是sorted_tail的下一个节点,pre_min等于sorted_tail,此时不进入if块,直接移动sorted_tail到min_node。这样是否正确? 是的。假设sorted_tail的下一个节点就是当前最小的,那么不需要移动,直接将其作为已排序部分的末尾即可。否则,就需要移动节点。 那这样的逻辑是否正确? 举个例子: 初始链表是 head -> 3 -> 1 -> 2 -> 4. 第一次循环,sorted_tail是head。pre_min初始化为head,min_node初始化为3。然后遍历后面的节点: current是1,比3小,所以pre_min变成head的下一个节点的前驱,也就是原来的pre_min是head,pre_current是3(current=1的pre_current是3吗?)。或者,初始时pre_current是min_node,即3。然后current是1,此时pre_current是3,current是1。比较current->data(1)和min_node->data(3),发现更小,所以pre_min更新为pre_current(即3的前驱是head?或者这里可能存在逻辑错误)。 哦,这里可能有问题。在寻找min_node的过程中,初始时pre_min是sorted_tail(即head),min_node是head->next(即3)。然后current是min_node->next(即1),pre_current是min_node(即3)。 当current(1)的值小于min_node(3),所以pre_min应该被更新为pre_current(即3的前驱节点是head?或者pre_min应该记录current的前驱节点?)。 此时,pre_min应该是pre_current(即3),因为current是3的下一个节点。所以pre_min是3,而min_node变为1。这样,在后续处理中,pre_min是3,而min_node是1。这时候,pre_min的next指向1,而如果要将1删除,pre_min->next应该指向1的next(即2)。然后,将1插入到sorted_tail(head)的后面。即: 原链表:head ->3->1->2->4. pre_min是3,min_node是1。执行pre_min->next = min_node->next(即2),链表变为3->2->4。然后,将1插入到head之后,得到head->1->3->2->4。然后sorted_tail移动到1。 但这样是否正确? 此时,sorted_tail是head,执行完移动操作后,sorted_tail变为1。下一轮循环处理的是sorted_tail->next,即3。然后寻找最小节点,此时链表是1->3->2->4。在未排序部分中,找到最小的节点是2。但这里可能我的例子可能没有正确展示流程。 看来在寻找min_node的时候,存在逻辑错误。因为在初始情况下,当current是1时,pre_current是3(即current的前驱是3),所以当current的数据比min_node(3)小,pre_min应该被设置为pre_current(即3),而min_node设置为current(1)。那么pre_min是3,即节点3是min_node的前驱。此时,当需要删除min_node(1),应该将3的next指向1的next(即2),然后将1插入到sorted_tail(head)的后面。这样链表变为head->1,而3->2->4。然后sorted_tail是1,下一轮处理从3开始。这样是否正确? 这显然不正确,因为此时链表结构应该是head->1->3->2->4。那在第一次处理后,链表变为head->1,3->2->4?或者是否还有其他问题? 可能这里的问题出在寻找pre_min的逻辑上。当在遍历寻找min_node时,pre_min应该记录的是min_node的前驱节点。所以在初始情况下,当min_node是3,current是1时,current的值更小,所以pre_min应更新为current的前驱节点,即3。此时,pre_min是3,而min_node是1。这时候,pre_min的next是1,所以当删除min_node时,pre_min->next = min_node->next(即2),这样原来的3->1->2变成3->2。然后将min_node(1)插入到sorted_tail(head)的后面,即head->next =1,1的next指向原来的head->next(即3)。所以插入后的链表是head->1->3->2->4。这样处理后,sorted_tail移动到1,下一轮循环处理的是1的next,即3。这时,未排序部分是3->2->4,然后再次寻找min_node,此时min_node应该是2,然后将其移动到sorted_tail(1)之后,变成1->2->3->4,依此类推。 看来代码中的逻辑在寻找pre_min时是正确的。那在代码中,pre_min初始化为sorted_tail,即头结点。min_node初始化为sorted_tail->next,即第一个有效节点。然后遍历current从min_node->next开始,pre_current初始化为min_node。对于每个current节点,比较current->data和min_node->data。如果更小,那么pre_min被更新为pre_current(即current的前驱节点),min_node更新为current。这样,pre_min始终是min_node的前驱节点。 这样在找到min_node之后,如果pre_min不等于sorted_tail(即min_node不是sorted_tail的下一个节点),则需要将min_node从原位置删除,并插入到sorted_tail之后。然后sorted_tail移动到min_node。这样处理是正确的。 那现在可以写出代码: void List_sort(Node* head) { if (head == NULL || head->next == NULL) { return; // 空链表或只有头结点 } Node* sorted_tail = head; // 已排序部分的尾结点 while (sorted_tail->next != NULL) { // 还有未排序节点 Node* pre_min = sorted_tail; Node* min_node = sorted_tail->next; Node* pre_current = min_node; Node* current = min_node->next; // 遍历剩余节点寻找最小节点 while (current != NULL) { if (current->data < min_node->data) { pre_min = pre_current; min_node = current; } pre_current = current; current = current->next; } // 将min_node移动到已排序部分的末尾 if (pre_min != sorted_tail) { // 从原位置删除min_node pre_min->next = min_node->next; // 将min_node插入到sorted_tail之后 min_node->next = sorted_tail->next; sorted_tail->next = min_node; } // 更新sorted_tail sorted_tail = min_node; } } 测试一下这个函数是否正确。 例如,链表:head -> 3 -> 1 -> 2 ->4. 第一次循环: sorted_tail是head,pre_min初始化为head,min_node是3。遍历current从1开始: current->data=1 < 3 → pre_min变为pre_current(即3的前驱是head?或者pre_current初始是min_node(3),此时current是1,pre_current是3。所以当current是1时,pre_current是3,pre_min被设置为3,min_node是1。继续遍历current=2,比较1和2,不更新。current=4,不更新。所以此时pre_min是3,min_node是1。pre_min != sorted_tail(head),所以需要将1从原位置删除。pre_min是3,所以3->next =1->next → 3->next=2。链表变为3->2->4。然后将1插入到head之后:1的next是head->next(即3),head->next=1。现在链表是head->1->3->2->4。sorted_tail移动到1。 第二次循环: sorted_tail是1,检查其next是3。pre_min初始化为1,min_node是3。current是2: current->data=2 <3 → pre_min变为pre_current(即3),min_node是2。current=4→不小于2。pre_min是3,此时pre_min != sorted_tail(1),所以需要删除2,即3->next=4。然后将2插入到sorted_tail(1)之后:2->next=3,1->next=2。链表变为head->1->2->3->4。sorted_tail移动到2。 第三次循环: sorted_tail是2,其next是3。pre_min是2,min_node是3。current是4,不小于3。pre_min等于sorted_tail,所以不执行删除操作。sorted_tail移动到3. 第四次循环: sorted_tail是3,其next是4。没有更小的节点,pre_min是3。sorted_tail移动到4。循环结束。最终链表是1->2->3->4,正确。 所以这个函数应该可以正确排序。 现在处理合并函数: Node* merge_sorted_lists(Node* head1, Node* head2) { // 创建新链表的头结点 Node* new_head = (Node*)malloc(sizeof(Node)); new_head->next = NULL; Node* tail = new_head; Node* p1 = head1->next; Node* p2 = head2->next; while (p1 != NULL && p2 != NULL) { if (p1->data <= p2->data) { tail->next = p1; p1 = p1->next; } else { tail->next = p2; p2 = p2->next; } tail = tail->next; } // 处理剩余节点 if (p1 != NULL) { tail->next = p1; } else { tail->next = p2; } // 原链表的头结点可能还保留,但他们的next已经被修改? // 因为我们将p1和p2的节点链接到新链表中,所以原链表的头结点的next会被置为NULL? // 不是,原链表的头结点的next可能仍然指向原来的第一个节点,但该节点可能已经被移动到新链表中。例如,如果head1的next是p1,而p1被链接到新链表,那么head1->next仍然指向原来的第一个节点,但此时该节点已经被移动到新链表中。所以原链表的头结点没有被修改,而实际的数据节点被移动到新链表。这样,原链表的结构被破坏了,head1和head2的next仍然指向原来的第一个节点,但该节点可能已经被并入新链表,导致原链表和合并后的链表共享节点,这可能引发问题,比如释放内存时出现错误。但题目没有说明是否需要保持原链表不变,所以这里可能按照常规做法,合并后的链表使用原链表的节点,原链表可能不再使用。或者可能用户希望合并操作不影响原链表,此时应该创建新节点。但常规的链表合并通常是原地合并,所以这里采用原地合并的方式。 return new_head; } 例如,原链表head1是1->3->5,head2是2->4->6。合并后的新链表结点后面链接1->2->3->4->5->6,而head1和head2的头结点的next仍然指向原来的第一个节点,但原第一个节点已经被移动到新链表。这样,原链表的头结点的next仍然指向原来的节点,但这些节点可能已经被并入新链表,导致原链表的结构被破坏。如果用户之后还使用原链表,就会出现问题。但题目中的函数原型是返回合并后的链表,可能意味着原链表不再使用,或者合并后的链表是独立的。所以是否需要处理这个问题? 可能不需要,因为题目没有明确要求保留原链表。因此,合并后的链表会使用原链表的节点,原链表的头结点可能成为空头结点(如果所有节点都被移动)。所以函数返回的新头结点是正确的,但原链表的头结点可能已经失去对节点的链接。例如,head1->next可能仍然指向原来的第一个节点,而该节点可能已被移动到新链表。这可能导致问题,比如如果用户之后访问原链表,会发现它们已经被部分或全部清空。但题目没有说明是否需要保留原链表,因此按照常规方式处理。 因此,上述代码应该正确。 但需要注意,合并后的新链表的头结点是新建的,而原链表的节点被重新链接到新链表中。原链表的头结点的next没有被修改,这可能导致内存泄漏吗?比如,原链表的头结点没有被释放,而它们的next可能仍然指向原节点。但根据函数原型,用户可能需要自己处理原链表的头结点。因此,在合并函数中,原链表的头结点不会被释放,只是它们的next可能不再指向有效数据(因为数据节点被移动了)。例如,假设原链表head1的next指向的节点被合并到新链表,那么原head1的next仍然指向该节点,但该节点现在属于新链表。因此,原链表的头结点可能不再有效,用户不应该再使用它们。这可能是一个需要注意的地方,但题目没有说明,所以可能认为用户会正确使用,不再访问原链表。 综上,以上两个函数应该满足题目的要求。</think>以下是符合要求的C语言代码实现,包含详细注释: ```c #include <stdlib.h> struct Node { int data; struct Node* next; }; // 合并两个有序链表 struct Node* merge_sorted_lists(struct Node* head1, struct Node* head2) { // 创建新链表的头结点 struct Node* new_head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); new_head->next = NULL; struct Node* tail = new_head; // 尾指针用于链接节点 // 初始化两个指针遍历原链表 struct Node* p1 = head1->next; struct Node* p2 = head2->next; // 比较并合并 while (p1 && p2) { if (p1->data <= p2->data) { tail->next = p1; p1 = p1->next; } else { tail->next = p2; p2 = p2->next; } tail = tail->next; } // 链接剩余部分 tail->next = p1 ? p1 : p2; return new_head; // 返回新链表结点 } // 简单选择排序 void List_sort(struct Node* head) { if (!head || !head->next) return; // 空链表或只有头结点 struct Node* sorted_tail = head; // 已排序部分的尾结点 while (sorted_tail->next) { // 初始化最小值指针 struct Node* pre_min = sorted_tail; struct Node* min_node = sorted_tail->next; struct Node* pre_current = min_node; struct Node* current = min_node->next; // 遍历查找最小值 while (current) { if (current->data < min_node->data) { pre_min = pre_current; min_node = current; } pre_current = current; current = current->next; } // 将最小值节点移动到已排序末尾 if (pre_min != sorted_tail) { pre_min->next = min_node->next; // 从原位置移除 min_node->next = sorted_tail->next; // 插入到已排序末尾 sorted_tail->next = min_node; } sorted_tail = min_node; // 更新已排序结点 } } ``` ### 代码解析 #### 1. 合并有序链表 `merge_sorted_lists` - **创建新头结点**:新建头结点作为合并后链表的起点。 - **双指针遍历**:使用`p1`和`p2`分别遍历两个链表,比较节点值并按序链接到新链表。 - **处理剩余节点**:当其中一个链表遍历完后,直接将另一个链表的剩余部分链接到尾部。 - **时间复杂度**:$O(n+m)$,其中$n$和$m$为两个链表的长度。 #### 2. 简单选择排序 `List_sort` - **已排序区间维护**:使用`sorted_tail`标记已排序部分的末尾。 - **查找最小值**:每次在未排序部分中找到最小节点及其前驱。 - **节点移动**:将最小节点从原位置移除,插入到已排序区间末尾。 - **时间复杂度**:$O(n^2)$,典型的选择排序时间复杂度。 ### 注意事项 - **内存管理**:合并操作会修改原链表的节点链接关系,原链表结点将失效。 - **稳定性**:选择排序是不稳定的排序算法,但满足题目要求。 - **边界处理**:代码已包含空链表和单节点链表的边界条件判断。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

每天进步一点丶

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值