在 C++ 中对整数的链表进行排序

Question

我必须创建一种按从小到大的顺序存储整数的链表。 如果您有或知道如何为链表创建排序功能，请在此处显示是否关闭和/或教我如何用 C++ 编写代码。

Answer 1

如果我们只是向您展示代码，我们将对您造成极大的伤害。相反，我会给你两种不同的方法，你可以实现你喜欢的一种。

第一种方法是在插入时进行“排序”：当你插入一个值时，比如 7，你按照这个过程从列表中的第一个条目开始，直到你用完节点：

如果您正在检查的节点的值大于 7，您将在您正在检查的节点之前插入一个新节点并返回。否则，您将查看下一个节点。如果没有下一个节点，则。您在列表末尾插入一个新节点，因为这意味着 7 大于列表中的所有其他条目并返回。

第二种选择是使用多种排序算法之一对整个列表进行排序。我建议您使用 BubbleSort，因为它易于理解和实现。您可以在 Wikipedia 上阅读有关冒泡排序（以及许多其他排序算法）的更多信息。

Answer 2

我经常通过索引指针列表对链表进行排序。要构建一个，需要分配相当于节点数 (N) * 节点指针大小的内存。这个概念很简单。

注意：这个算法是用 C 语言编写的，因为我不完全确定 OP 是否打算将其归类为 C++ 问题（谁 hell 使用 C++ 中的链表和你的标准容器处置？？）

1. 确定列表中的节点数 (N)
2. 为N个节点指针分配一个指针数组。
3. 用列表中的每个节点指针加载指针数组。 IE。遍历列表，并在指针数组的每个槽中放置一个指针，并随行递增。
4. 将此节点指针数组发送到您的排序算法（我喜欢运行时库qsort()，因为它是标准配备的）。
5. 排序后，遍历整个指针数组（少一个），设置每个节点的“下一个”指针指向后面的那个。最后一个将其“next”指针设置为 NULL。
6. 将头指针设置为指针数组中的第一个指针[0]。
7. 释放指针数组的内存

您的链接列表已排序。

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假设你的节点是这样的：

struct node
{
   ..data fields..
   int keyField;  // << determines sort order
   struct node *next;
};

确定列表中的节点数。我假设你有一个可以做到这一点的 proc，这很简单：

size_t list_count(struct node* head)
{
   size_t count = 0;
   while (head)
   {
      ++count;
      head = head->next;
   }
   return count;
}

分配一个与列表大小相同的指针数组，其中 nItems 是大于 1 的列表节点计数（与长度为 0 或 1 的列表无关）：

struct node **ptrs = malloc(sizeof(*ptrs)*nItems);

用列表中的所有项目填充指针数组：

struct node *ptr = head;
size_t i=0;
for (;i<nItems;++i,ptr = ptr->next)
    ptrs[i] = ptr;

现在使用适当的比较功能将其发送至qsort()。下面是一个基于我们结构中的keyField 排序的比较函数示例：

int compare_node_ptrs(const void* left, const void* right)
{
    struct node *l = *(struct node**)left;
    struct node *r = *(struct node**)right;
    return l->keyField - r->keyField;
}

调用 qsort() 看起来像这样：

qsort(ptrs, nItems, sizeof(*ptrs), compare_node_ptrs);

现在遍历整个列表。重新连接“下一个”指针：

for (i=0;i<(nItems-2);++i)
    ptrs[i]->next = ptrs[i+1];
ptrs[nItems-1] = NULL;

重新连接头指针。

head = ptrs[0];

最后，释放指针数组。

free(ptrs);

您的链接列表已排序。

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Sidebar 合并排序是我所知道的唯一一种 O(nlogn) 算法，它可以对链表进行排序而无需增加空间要求。一个通用的解决方案原型如下：

mergesort_list(void **head, size_t offset_ptr, int(*comp)(void*,void*))

head: address of the head pointer.
offset_ptr: offset in bytes from a node ptr where the 'link' pointer can be found.
comp: comparison function.

Answer 3

好老的quicksort 可以解决问题（C++03 友好）：

#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <list>

using namespace std;

void qsort(list<int>::iterator first, list<int>::iterator last)
{
    if (distance(first, last) < 2)
        return;
    int pivot = *first;

    list<int>::iterator it = partition(first, last, bind2nd(less<int>(), pivot));

    qsort(first, it);
    qsort(it, last);
}

int main()
{
    std::list<int> l;
    l.push_back(5);
    l.push_back(4);
    l.push_back(1);
    l.push_back(10);
    l.push_back(3);
    l.push_back(6);
    l.push_back(7);

    cout << "List:";
    copy(l.begin(), l.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    cout << endl;

    qsort(l.begin(), l.end());

    cout << "Sorted list:";
    copy(l.begin(), l.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    cout << endl;
    return 0;
}

检查：http://ideone.com/OOGXSp