单向链表的排序

一.摘要

　　list容器封装了一个 sort() 函数对链表进行排序，以前没动手写过链表的排序，当初以为觉得这不是轻而易举吗？今天的 linux c编程实验 要用到链表，真的是我想当然了，花费了一下午和一晚上的时间。真的有点不可思议。总的来说，说起来容易也不容易，难也不难，只要你思路清晰，感觉还是很容易写出来的，前提是不要想着用最少的变量写出最短的代码？先写出来再想这些不行吗？

二.冒泡排序（C++描述）

　　下面给出普通排序算法（估计有点难看懂，建议看第二个）：

注：front、middle、back 分别为前驱、中驱（自己编的）、后驱

void sort_list(list * &head) {    //升序
    /*第一版*/
    list *front, *middle, *back;
    list *end=NULL;//保存内层循环的结束位置
    while (head->next!=end) {//升序排列
        front = head;
        middle = head;
        if (head->value > head->next->value) {//保持head永远指向链头
            head = head->next;
        }
        int i = 0;
        while (middle->next!=end) {
            back = middle->next;
            if (middle->value > back->value) {//交换middle和back
                middle->next=back->next;
                back->next = middle;
                //因为初始状态的时候front和middl都是头结点，内层第一次循环不能让front->next = back,否则就相当于middle->next = back
                if (i != 0) {
                    front->next = back;
                }
                front = back;
                //上面的交换过程之后middle已经变成原来的back，也就是原来的下一个元素
            }
            else {
                middle = middle->next;
                if (i != 0) {//因为初始状态的时候front和middl都是头结点，内层第一次循环不需要移动front
                    front = front->next;
                }
            }
            i=1;
        }
        end = middle;
    }
}

　　上面的代码内层循环的每一次都令 front 和 middle 指向同一个元素，因此第一次循环和后面的循环还需要分情况处理（花了这么多时间，基本都花在这里），下面是附加空头结点辅助排序（内层循环不需要分情况处理，比上面的容易理解）：

void sort_list(list * &head) {    //升序
    /*第二版while循环*/
    list *front, *middle, *back;
    list *end = NULL;//保存内层循环的结束位置
    /*插入空头结点*/
    /*list *t = new list;
    t->next = head;
    head = t;*/
    head = new list{ 0, head };
    while ((head->next)->next != end) {//升序排列
        front = head;
        middle = head->next;
        while (middle->next != end) {
            back = middle->next;
            if (middle->value > back->value) {//交换middle和back
                middle->next = back->next;
                back->next = middle;
                front->next = back;
                //上面的交换过程之后middle已经变成原来的back，也就是原来的下一个元素
            }
            else {
                middle = middle->next;//不需交换的话middle指向下一个元素
            }
            front = front->next;//前驱指向下一个元素
        }
        end = middle;
    }
    head = head->next;
}

　　附加头结点辅助排序的 for循环 代码（和上面的 第二版while循环 一模一样，估计直接看这个有点难理解，但是看起来紧凑、舒服）：

void sort_list(list * &head) {    //升序
    /*第二版for循环*/
    list *front, *middle, *back;
    list *end = NULL;//保存内层循环的结束位置
    for (head = new list{ 0, head }; (head->next)->next != end; end = middle) {
        for (front = head, middle = head->next; middle->next != end; front = front->next) {
            back = middle->next;
            if (middle->value > back->value) {//交换middle和back
                middle->next = back->next;
                back->next = middle;
                front->next = back;
                //上面的交换过程之后middle已经变成原来的back，也就是原来的下一个元素
            }
            else {
                middle = middle->next;//不需交换的话middle指向下一个元素
            }
        }
    }
    head = head->next;//去除空头结点
}

完整代码：

#include<iostream>
#include<ctime>
using namespace std;
typedef struct s{
    int value;
    struct s * next;
}list;
list * init_list() {//创建不带头结点的链表
    srand((unsigned)time(NULL));
    list *head = new list;
    list *p = head,*q;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        q = new list;
        q->value = rand();
        q->next = NULL;
        p->next = q;
        p = q;
    }
    head = head->next;//删去头节点
    return head;
}
void sort_list(list * &head) {    //升序
    /*第二版for循环*/
    list *front, *middle, *back;
    list *end = NULL;//保存内层循环的结束位置
    for (head = new list{ 0, head }; (head->next)->next != end; end = middle) {
        for (front = head, middle = head->next; middle->next != end; front = front->next) {
            back = middle->next;
            if (middle->value > back->value) {//交换middle和back
                middle->next = back->next;
                back->next = middle;
                front->next = back;
                //上面的交换过程之后middle已经变成原来的back，也就是原来的下一个元素
            }
            else {
                middle = middle->next;//不需交换的话middle指向下一个元素
            }
        }
    }
    head = head->next;//去除空头结点
}
void print_list(list *p) {
    while (p != NULL) {
        cout << p->value << " ";
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}
int main() {
    /*创建链表*/
    list *head=init_list();
    /*打印随机数创建的链表*/
    print_list(head);
    /*排序*/
    sort_list(head);
    /*打印排序后的链表*/
    print_list(head);
    system("pause");
    return 0;
}

运行结果：

 三.总结

　　学业繁忙，就不详细讲过程了，图呢，当然就免了，先写着冒泡排序，以后需要其他的排序方法的时候再更新。

　　网上很多是值交换，这里就不再写了，相对来说简单一点，感觉也差不多，但是位置交换感觉还是必须掌握的，毕竟这是链表。