72.链表排序

该博客主要讨论如何实现一个链表排序功能。给定一个带有表头结点的链表,程序需要按升序插入新的数据并确保链表中没有重复元素。提供的代码框架包含main函数、链表输出函数及待实现的sortlist函数。sortlist函数根据输入数据对链表进行排序,并避免插入重复项。

对于输入的 n 个数据 num 进行排序,要求将输入的数据按 num 升序建立带有表头结点的链表,且链表中不能有重复的数据。

  现在已经给出结点定义和程序框架,包括 main 函数和链表输出函数 outlist,请编写函数 sortlist 完成链表排序功能。

函数原型 sortlist( PNODE h, int num ) 的参数含义如下: 
       h :单链表的头指针
      num :新输入的需要插入链表中的数据

#include "stdio.h"  
#include "stdlib.h"  
  
struct node  
{   int data;  
    struct node * next;  
} ;  
  
typedef struct node NODE;  
typedef struct node * PNODE;  
void outlist( PNODE );  
void sortlist(PNODE h,int num);    
int main ( )  
{   int num=1;  
    PNODE head;  
  
    head = (PNODE)malloc( sizeof(NODE) );  
    head->next = NULL;  
    head->data = -1;  
  
    while ( num!=0 )  
    {   scanf("%d", &num);  
        if ( num!=0 )  
            sortlist( head, num);  
    }  
    outlist( head );  
    return 0;  
}  
  
void outlist( PNODE head )  
{   PNODE p;  
    p = head->next;  
    while ( p != NULL )  
    {   printf("%d\n", p->data);  
        p = p->next;  
    }  
}  
  
/* This is an example for list. Please programme your code like it. 
sortlist( PNODE h, int num ) 
{   PNODE p; 
    p = (PNODE)malloc( sizeof(NODE) ); 
    p->data = num; 
    p->next = h->next; 
    h->next = p; 
} 
*/  
  
/* PRESET CODE END - NEVER TOUCH CODE ABOVE */  
  
void sortlist( PNODE h, int num ){  
    PNODE p;PNODE q;int flag=0;   
    if((h->next) == NULL){  
        p = (PNODE)malloc( sizeof(NODE) );   
        p->data = num;   
        p->next = h->next;   
        h->next = p;   
    }else{  
        p=h;  
        while((p->next) != NULL){  
            if(p->data == num){flag = 1 ;break;}  
            if(p->data < num && (p->next)->data > num){flag = 2;break;}  
            p=p->next;  
        }  
        if(flag == 1);  
        if(flag == 2){  
            q=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));  
            q->next = p->next;p->next = q; q->data = num;   
        }  
        if(flag == 0){  
            if(p->data == num){  
               flag=0;  
            }else{  
            q=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));  
            p->next = q; q->next = NULL; q->data = num;  
            }  
        }  
    }  
     
}  

### LeetCode LCR 077 排序链表 #### 题目描述 给定一个未排序的单向链表,返回该链表升序排列的结果。 #### 解题思路 对于这个问题,可以采用归并排序的思想来解决。具体来说,在处理链表时,可以通过快慢指针找到中间节点,从而将链表分成两部分分别进行排序后再合并这两部分有序链表[^1]。 #### 数据结构与算法分析 此问题主要涉及的数据结构为单向链表。为了有效地对链表进行排序,采用了自底向上或自顶向下两种方式之一来进行归并排序: - **自底向上**:不需要额外空间保存结点位置,通过不断调整步长逐步完成整个列表的排序; - **自顶向下**:利用递归来实现,每次都将当前链表分为大致相等长度的两个子链表直到不能再分为止,之后再依次合并各个已排序的小段形成最终结果[^2]。 下面展示的是基于自顶向下的归并排序的具体代码实现: ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next def sortList(head: ListNode) -> ListNode: if not head or not head.next: return head # 使用快慢指针寻找链表中点 slow, fast = head, head.next while fast and fast.next: slow = slow.next fast = fast.next.next mid = slow.next slow.next = None # 对前后半部各自排序 left_half_sorted = sortList(head) right_half_sorted = sortList(mid) # 合并已经排好序的部分 dummy_head = tail = ListNode() while left_half_sorted and right_half_sorted: if left_half_sorted.val < right_half_sorted.val: tail.next, left_half_sorted = left_half_sorted, left_half_sorted.next else: tail.next, right_half_sorted = right_half_sorted, right_half_sorted.next tail = tail.next tail.next = left_half_sorted if left_half_sorted is not None else right_half_sorted result = dummy_head.next del dummy_head return result ``` 上述代码实现了完整的链表排序逻辑,其中包含了如何定位链表中心以及怎样高效地执行合并操作等内容[^3]。
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