我正在尝试使用气泡排序来对链表进行排序。我使用 curr 和 trail 来遍历列表。Curr应该永远领先一步。这是我到目前为止的代码：
void linked_list::sort ()
{
int i,j=0;
int counter=0;
node *curr=head;
node *trail=head;
node *temp=NULL;
while (curr !=NULL)
{
curr=curr->next; //couting the number of items I have in my list.
counter++; //this works fine.
}
curr=head->next; // reseting the curr value for the 2nd position.
for (i=0; i<counter; i++)
{
while (curr != NULL)
{
if (trail->data > curr->data)
{
temp=curr->next; //bubble sort for the pointers.
curr->next=trail;
trail->next=temp;
temp=curr; //reseting trail and curr. curr gets back to be infront.
curr=trail;
trail=temp;
if (j==0) //i'm using j to determine the start of the loop so i won't loose the head pointer.
{
head=trail;
}
}
j++;
trail=curr;
curr=curr->next; //traversing thru the list. nested loop.
}
trail=head;
curr=trail->next;
curr->next=trail->next->next; //traversing thru the list. outer loop.
j=0;
}
}
我在这里错过了什么？
你错过了几件事;最重要的链表不是数组，因此你不能轻易地将两者互换使用某些算法。因此，请考虑以下几点：
- 列表长度是通过到达最后一个节点来确定的，但此算法不需要它。应该没有理由扫描列表只是为了找到您首先不需要的计数。当气泡排序的最后一段到达单个节点（即它没有要转到的
next）时，将达到"已完成"状态。 - 链表（或任何其他节点指针模式）的秘密是指针的操作。为此，您可以充分利用已经用于操作节点的东西：指针，但不仅仅是任何指针。指针到指针。
- 永远不要低估一张纸和一支铅笔的力量，以绘制出您希望算法的工作方式。特别是对于这样的事情：
现在看看以下截然不同的方法。其中有一些东西对于理解整体算法至关重要，但我会将其保存在代码之后：
void ll_bubblesort(struct node **pp)
{
// p always points to the head of the list
struct node *p = *pp;
*pp = nullptr;
while (p)
{
struct node **lhs = &p;
struct node **rhs = &p->next;
bool swapped = false;
// keep going until qq holds the address of a null pointer
while (*rhs)
{
// if the left side is greater than the right side
if ((*rhs)->data < (*lhs)->data)
{
// swap linked node ptrs, then swap *back* their next ptrs
std::swap(*lhs, *rhs);
std::swap((*lhs)->next, (*rhs)->next);
lhs = &(*lhs)->next;
swapped = true;
}
else
{ // no swap. advance both pointer-pointers
lhs = rhs;
rhs = &(*rhs)->next;
}
}
// link last node to the sorted segment
*rhs = *pp;
// if we swapped, detach the final node, terminate the list, and continue.
if (swapped)
{
// take the last node off the list and push it into the result.
*pp = *lhs;
*lhs = nullptr;
}
// otherwise we're done. since no swaps happened the list is sorted.
// set the output parameter and terminate the loop.
else
{
*pp = p;
break;
}
}
}
这与您可能预期的完全不同。这个简单练习的目的是确定我们正在评估数据，但我们实际上是对指针进行排序。请注意，除了始终是列表头部的 p 之外，我们不使用指向节点的其他指针。相反，我们使用指针到指针来操作隐藏在列表中的指针。
为了演示这个算法是如何工作的，我写了一个小型测试应用程序，它制作了一个随机的整数列表，然后在上述列表上松散了上面的列表。我还编写了一个简单的打印实用程序来打印从任何节点到末尾的列表。
void ll_print(struct node *lst)
{
while (lst)
{
std::cout << lst->data << ' ';
lst = lst->next;
}
std::cout << std::endl;
}
int main()
{
std::random_device rd;
std::default_random_engine rng(rd());
std::uniform_int_distribution<int> dist(1,99);
// fill basic linked list
struct node *head = nullptr, **pp = &head;
for (int i=0;i<20; ++i)
{
*pp = new node(dist(rng));
pp = &(*pp)->next;
}
*pp = NULL;
// print prior to sort.
ll_print(head);
ll_bubblesort(&head);
ll_print(head);
return 0;
}
我还修改了原始算法，以包括在每次交换某些内容的传递后进行打印：
*pp = *lhs;
*lhs = nullptr;
ll_print(p);
示例输出
6 39 13 80 26 5 9 86 8 82 97 43 24 5 41 70 60 72 26 95
6 13 39 26 5 9 80 8 82 86 43 24 5 41 70 60 72 26 95
6 13 26 5 9 39 8 80 82 43 24 5 41 70 60 72 26 86
6 13 5 9 26 8 39 80 43 24 5 41 70 60 72 26 82
6 5 9 13 8 26 39 43 24 5 41 70 60 72 26 80
5 6 9 8 13 26 39 24 5 41 43 60 70 26 72
5 6 8 9 13 26 24 5 39 41 43 60 26 70
5 6 8 9 13 24 5 26 39 41 43 26 60
5 6 8 9 13 5 24 26 39 41 26 43
5 6 8 9 5 13 24 26 39 26 41
5 6 8 5 9 13 24 26 26 39
5 6 5 8 9 13 24 26 26
5 5 6 8 9 13 24 26
5 5 6 8 9 13 24 26 26 39 41 43 60 70 72 80 82 86 95 97
另一个示例
62 28 7 24 89 20 94 26 27 21 28 76 60 51 99 20 94 48 81 36
28 7 24 62 20 89 26 27 21 28 76 60 51 94 20 94 48 81 36
7 24 28 20 62 26 27 21 28 76 60 51 89 20 94 48 81 36
7 24 20 28 26 27 21 28 62 60 51 76 20 89 48 81 36
7 20 24 26 27 21 28 28 60 51 62 20 76 48 81 36
7 20 24 26 21 27 28 28 51 60 20 62 48 76 36
7 20 24 21 26 27 28 28 51 20 60 48 62 36
7 20 21 24 26 27 28 28 20 51 48 60 36
7 20 21 24 26 27 28 20 28 48 51 36
7 20 21 24 26 27 20 28 28 48 36
7 20 21 24 26 20 27 28 28 36
7 20 21 24 20 26 27 28 28
7 20 21 20 24 26 27 28
7 20 20 21 24 26 27
7 20 20 21 24 26 27 28 28 36 48 51 60 62 76 81 89 94 94 99
请注意，一旦我们在不断减少的源列表中留下了一个已经排序的段，我们就完成了。
总结
我强烈建议使用调试器浏览上述算法，以更好地了解它的工作原理。事实上，我建议大多数算法都这样做，但是执行指针到指针操作的算法可能有点令人生畏，直到你了解它到底有多强大。这不是完成此任务的唯一方法，但如果您考虑如何管理链表，以及您真正要做的只是更改存储在可预测位置的指针中的值，这是一种直观的方法。
基本上，这是一个修订后的排序。你的想法大多是正确的。主要是你搞砸了节点指针的交换。这是一个稍微简单一些的修订算法。外部循环是列表中元素数for。然后，内部循环是逐步将值推送到列表的末尾。我们跟踪两个指针 trail 和 curr .我们比较curr和curr->next.
void linked_list::sort ()
{
int count = 0, i;
node *start = head;
node *curr = NULL;
node *trail = NULL;
node *temp = NULL;
while(start != NULL) { //grab count
count++;
start = start->next;
}
for(i = 0; i<count; ++i) { //for every element in the list
curr = trail = head; //set curr and trail at the start node
while (curr->next != NULL) { //for the rest of the elements in the list
if (curr->data > curr->next->data) { //compare curr and curr->next
temp = curr->next; //swap pointers for curr and curr->next
curr->next = curr->next->next;
temp->next = curr;
//now we need to setup pointers for trail and possibly head
if(curr == head) //this is the case of the first element swapping to preserve the head pointer
head = trail = temp;
else //setup trail correctly
trail->next = temp;
curr = temp; //update curr to be temp since the positions changed
}
//advance pointers
trail = curr;
curr = curr->next;
}
}
}
我认为这就是你要找的：
void BubbledSort_linked_list(struct Node **head)
{
Node * curr = *head;
Node * next;
int temp;
while (curr && curr->next)
{
Node * next = curr->next;
while (next)
{
if (curr->data > next->data)
{
std::swap(next->data, curr->data);
}
next = next->next;
}
curr = curr->next;
}
}
使用数组的气泡排序可以很容易地修改为使用链表的气泡排序
// Using array
for(int i=0;i<ar.length;i++){
for(int j=0;j<ar.length-1;j++){
if(ar[j]>ar[j+1]){
int temp = ar[j];
ar[j]=ar[j+1];
ar[j+1] = temp;
}
}
}
// Using linkedlist
void bubblesortlinkedlist(Node head){
Node i= head,j=head;
while(i!=null){
while(j.next!=null){
if(j.data>j.next.data){
int temp = j.data;
j.data = j.next.data;
j.next.data = temp;
}
j=j.next;
}
j=head;
i=i.next;
}
}
以下是链表上的气泡排序的 Java 实现：
- 时间复杂度：O（n^2）
- 空间复杂度：O（1） - 气泡排序是就地排序算法
class Solution
{
public ListNode bubbleSortList(ListNode head)
{
boolean isSwapped = true;
for(ListNode current = head, tail = null; isSwapped && head != tail; tail = current, current = head)
{
for(isSwapped = false; current.next != tail; current = current.next)
{
if (current.val > current.next.val)
{
swap(current, current.next);
isSwapped = true;
}
}
}
return head;
}
private void swap(ListNode x, ListNode y)
{
if(x != y)
{
int temp = x.val;
x.val = y.val;
y.val = temp;
}
}
}