将项目插入链接列表后排序？

Question

我有一个 C++ 程序可以将节点插入到链表中。节点由一个我们称为 data 的字符串和一个指向下一个节点的指针组成，我们将其称为 next。此外，头节点将被定义为head。

我不确定什么更有效 - 1. 将一堆字符串插入我的列表，然后对其进行排序 2. 或者在我插入时对列表进行排序。

我认为是后者，我想知道我将如何实施类似的东西。

我想知道实现这种功能的最简单方法。

Answer 1

第一个解决方案：插入 k 个未排序的元素，只需将它们插入到开头，每个都是 O(1)。还有一种：O(nlogn) 在这 k 个元素之后。你得到amortized 的时间是O(nlogn+k)/k = O(n(logn/k))。

第二种解决方案：将元素插入到列表中的排序顺序是O(n)，因为您需要在列表中找到该位置。对于 k 次插入，它将是 O(n*k)，并摊销 O(n*k/k) = O(n)。

所以第一个解决方案更适合logn < k，第二个解决方案更适合logn > k

为了提高效率，您可能需要一个排序的数据结构来访问 O(logn) 中的元素，例如 skip-list [它基本上是链表的变体，带有更容易访问的附加信息] 或 avl tree

Answer 2

我回答了一个类似的问题（99% 类似:)） HERE

现在我猜它是整数，对于字符串，您可以使用 C 库提供的 std::string compare 函数或 strcmp 进行比较

根据我的意见并查看其他答案，您的应用程序（如果它需要排序的链表）在插入时对数据进行排序会更好。

Answer 3

我认为它实际上并没有影响你如何做，当你在插入时排序时，插入时你会有 O(n)，因为你可能需要遍历整个列表才能找到正确的插入点。

但是，当您在将所有项目添加到列表后进行排序时，您还将有至少 O(n) 的时间在列表中移动项目。

Answer 4

最简单的解决方案是使用 C++ 已经提供的 - std::list 和 std::list::sort：

#include <list>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>

class Node {
public:
    Node(const std::string& data) : Data(data) {
    }
    std::string Data;
};

bool NodeLess(const Node& n1, const Node& n2) {
    return n1.Data < n2.Data;
}

void main() {

    std::list<Node> l;
    l.push_back(Node("d"));
    l.push_back(Node("c"));
    l.push_back(Node("a"));
    l.push_back(Node("b"));

    l.sort(NodeLess);

    for (auto i = l.begin(); i != l.end(); ++i)
        std::cout << i->Data.c_str() << " ";

}

如果您可以摆脱它（内存方面），您还可以使用std::vector 对项目进行预排序（通过std::sort），然后再将它们插入到链表中，这可能会更快一些。

您也可以使用std::map（甚至std::set）代替列表 - 它会在您插入项目时“自动排序”。

如果你仍然想使用自己的列表，你可以在其中实现begin和end，并使用std::stable_sort。请注意，std::stable_sort 需要双向迭代器（不像 std::sort 需要随机访问迭代器）。要在您的列表中实现双向迭代器，您需要将其设为双链接，而不仅仅是单链接。

如果你想自己实现排序，可以在链表上同时实现Quicksort和Mergesort。