16.链表的插入排序(链表头插+中间插入+尾部插入)

最新推荐文章于 2023-07-19 16:45:27 发布

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#链表 #指针 #数据结构 #算法

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本文探讨了如何使用插入排序算法对链表进行操作，重点介绍了两种不同的插入策略：头插-中间插-尾插和头插-尾插-中间插。通过实例演示和代码实现，展示了这两种方法的逻辑和适用场景。

对链表进行插入排序试试这题

插入排序算法：

插入排序是迭代的，每次只移动一个元素，直到所有元素可以形成一个有序的输出列表。
每次迭代中，插入排序只从输入数据中移除一个待排序的元素，找到它在序列中适当的位置，并将其插入。
重复直到所有输入数据插入完为止。

示例 1：

输入: 4->2->1->3
输出: 1->2->3->4

示例 2：

输入: -1->5->3->4->0
输出: -1->0->3->4->5

整体思路：我们就按照插入排序的基本思想，先拿出一个结点当做头结点，然后后面每次都拿出一个结点跟前面的结点的val比较，如果val更大则进行尾插，若val较小，则进行中间插入或者头插，但是每种插入方式都有所不同，头插要注意head头指针的改变，中间插入要注意用三个指针配合使用，尾插要注意最后尾指针要指向NULL。

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    typedef ListNode Node;
    ListNode* insertionSortList(ListNode* head) {
        if(head == NULL || head->next == NULL)
            return head;
        //取下第一个结点当做新链表的头结点
        Node* newhead = head;
        head = head->next;
        newhead->next = NULL;//记得要置空

        //1.将每个节点取下比对val大小
        Node* cur = head;
        while(cur)
        {
            Node* next = cur->next;
            if(newhead->val >= cur->val)
            {
                //头插
                cur->next = newhead;
                newhead = cur;
            }
            else
            {
                //尾插或者中间插入
                //用连个指针遍历链表，比较链表元素的大小
                //如果>sortcur的val，sortcur就向后移动，如果<=sortcur的val(中间插入)或者NULL(尾插)就在sortcur前面插入该元素
                Node* sortcur = newhead->next;
                Node* sortprev = newhead;
                if(sortcur == NULL)
                {
                    sortprev->next = cur;
                    cur->next = NULL;
                    cur = next;
                    continue;
                }
                while(sortcur->val < cur->val)
                {
                    if(sortcur->next == NULL)//尾插
                    {
                        sortcur->next = cur;
                        cur->next = NULL;
                        break;
                    }
                    sortcur = sortcur->next;
                    sortprev = sortprev->next;
                }
                //中间插入
                if(sortcur->val >= cur->val )
                {
                    sortprev->next = cur;
                    cur->next = sortcur; 
                }
            }
            cur = next;
        }
        return newhead;
    }
};

这种方法是头插然后尾插最后中间插

还有一种:可以头插然后中间插最后尾插
新加的注释会用###标注

 /**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */

typedef struct ListNode Node;
struct ListNode* insertionSortList(struct ListNode* head){
        if(head == NULL || head->next == NULL)
            return head;
        //取下第一个结点当做新链表的头结点
        Node* newhead = head;
        Node* cur = head->next;//###从第二个结点取下来接在链表的后面
        newhead->next = NULL;//记得要置空

        //1.将每个节点取下比对val大小
        while(cur)
        {
            Node* next = cur->next;//###/先保留next后面的指针
            if(newhead->val >= cur->val)
            {
                //头插
                cur->next = newhead;
                newhead = cur;
            }
            else
            {
                //尾插或者中间插入
                //用连个指针遍历链表，比较链表元素的大小
                //如果>sortcur的val，sortcur就向后移动，
                //如果<=sortcur的val(中间插入)或者NULL(尾插)就在sortcur前面插入该元素
                Node* sortcur = newhead->next;
                Node* sortprev = newhead;

				//###让sortcur指针遍历链表一遍，一一比大小
                while(sortcur)//###中间插入
                {
                    if(cur->val <= sortcur->val)
                    {
                        sortprev->next = cur;
                        cur->next = sortcur;
                        break;
                    }
                    else
                    {
                        sortprev = sortcur;
                        sortcur = sortcur->next;
                    }
                }
                //###如果跳出来了，则就除了break掉的情况外，就是尾插的情况了,
                //###这样就比上面一种方法少一次判断
                //###尾插
                if(sortcur == NULL)
                {
                    sortprev->next = cur;
                    cur->next = NULL;
                }
            }
            cur = next;//###循环迭代回去
        }
        return newhead;
}