链表的排序
2015/4/17 星期五 下午 18:25:04
一、顺序表的排序
对顺序表的排序其实就是对结构体中的关键字的排序。
c语言版：
- 自定义结构体：
typedef struct node
{
int age;
int height;
int width;
}Node;现在想根据其中的age排序，用c语言实现有两种：
1、自定义交换函数，然后用常用的交换排序的方法进行排序就行了。这里用快速排序排序实现：
- 快排实现：
//自定义结构体交换
void swap(Node *a, Node *b) //指定排序的节点
{
Node t = *a;
*a = *b;
*b = t;
}
//快排递归实现
void QuickSort(ElemType *elem, int left, int right) //注意这里是闭区间
{
if(left < right)
{
int temp = elem[right].age; //这里要指定是按age排序的
int i = left-1;
int j = left;
while(j < right)
{
if(elem[j].age <= temp) //这里也要指定 <= 可以用<带换
{
++i;
swap(&elem[i], &elem[j]);
}
j++;
}
swap(&elem[i+1], &elem[right]);
int r = i+1;
QuickSort(elem, left, r-1);
QuickSort(elem, r+1, right);
}
}- 算法平均复杂度：O(nlogn)，最坏情况复杂度：O(n2)。空间复杂度O(n)。
2、 当然c语言中也内置了排序算法qsort，位于stdlib.h头文件中，核心是用快排实现的。
- 函数原型：
void qsort(void *base, int nelem, int width, int (*fcmp)(const void *,const void *));
参数含义：1 待排序数组首地址。 2 数组中待排序元素数量。 3 各元素的占用空间大小。 4 指向函数的指针 - 函数关键的比较函数：
这个函数是自定义对对象如何排序的方法。可以对整数，对字符串，对自定义结构体，都可以排序，从大到小，或者从小到大。比较函数一般这样写:
int cmp(const void* a, const void* b)
{
return (*(Node*)a).age - (*(Node*)b).age;
}结构体节点比较就是这样写。返回的是一个整型值，
也可以把减号换为>号，就是从大到小排序的。
比较函数返回大于0，qsort就认为 a>b , 如果比较函数返回等于0
qsort就认为a 和b 这两个元素相等，返回小于零 qsort就认为 a<b.
- 主函数中调用：
qsort(a,10,sizeof(a[0]),cmp);
c++版：
由于c++是包括了c语言，所以上面的快排，在c++中依然能运行通过。
这里，我来介绍一下C++中更好地办法去排序。
1、使用重载运算符，达到给结构体新的比较方法，来实现排序的目的。说白了就是创建结构体，定义两个结构体比较的时候，是按哪个字段比较。直接上代码：
注意：c++中可以不带typedef 来给结构体"披外套.
struct Node
{
int age;
itn height;
int width;
bool operator<(struct Node b) const //这里必须加上const
{
return age < b.age;
}
};经过上面的定义后，接着写
Node a, b; 并给字段赋过值后，再比较a<b. 含义就是a.age < b.age了。这样的话，上面的快速排序的代码，就不用特意指定按age排序了。结构体可以直接赋值，这里就不用重载=号了。
交换代码和上面的一样。改写上面的快速排序代码：
void QuickSort(ElemType *a, int left, int right)
{
if(left < right)
{
ElemType temp = a[right]; //这里不用指定是age，具有通用型。
int i = left-1;
int j = left;
while(j < right)
{
if(a[j] < a[right])
{
++i;
Swap(&a[j],&a[i]);
}
j++;
}
Swap(&a[i+1],&a[right]);
int r = i+1;
QuickSort(a, left, r-1);
QuickSort(a, r+1, right);
}
}2、使用sort，同样c++中也有特有的排序函数，sort,它的内部是很多高效率的排序算法的整合，根据待排序的数据量选择不同的排序方法，是时间最优。
该函数位于头文件#include <algorithm.h>中。
- 函数原型:使用了模板类， 就是第三个参数(自定义排序方式)是可选的。
template< class RandomIt >
void sort( RandomIt first, RandomIt last ) (1);template< class RandomIt, class Compare >
void sort( RandomIt first, RandomIt last, Compare comp ); (2)
- sort使用的c++中的模板template， 就可以对任何定义了比较关系的集合进行排序了。模板类，相当于纯面向对象语言，如c#和Java，中的泛型概念。
- 如何使用sort?
1、配合结构体中的重载一起使用：
我们在上面定义了重载’<‘运算符的结构体，就可以直接用sort排序了。
直接sort(node,node+n);两个参数，相当于数组的始末指针。
不过注意，这里是按从小到大的顺序排的，因为上面重载的时候是<对<号，如果重载小于号的时候，在函数体内写的却是age>b.age,结果就是从大到小排序了。
2、不使用结构体运算符的重载，使用sort的第三个参数(自定义排序方法)来实现排序的效果。
bool cmp(ElemType a, ElemType b)
{
return a.age > b.age;
}这样的话主函数里用的时候写sort(a,a+n,cmp);就能排序了。
二、链式表的排序
单链表不适合快速排序，双向链表才适合快速排序，这里我们用选择排序法排序单链表，用快速排序法，排序双向链表：
- 单链表
定义单链表：
typedef struct LinkNode
{
DataType data;
struct LinkNode *next; //指向后继节点
}Linknode;有关选择排序的知识，请看这里：wikipedia:选择排序；
直接上代码：
void Sort(LinkNode *L)
{
LinkNode *p = L->next;
LinkNode *min = p;
while(p)
{
min = p;
LinkNode *q = L->next;
while(q)
{
if(q->data < min->data)
{
min = q;
}
q = q->next;
}
Swap(p, min); //这里很关键，如何交换两个节点的值，而不改变节点的指针指向？
p = p->next;
}
}下面画图来解释：
实际代码：
inline void Swap(LinkNode *p, Linknode *q)
{
LinkNode temp = *p;
temp.next = q->next;
q->next = p->next;
*p = *q;
*q = temp;
}- 双向链表实现快速排序
1、双向链表定义：
struct Node
{
int data;
struct Node *pri, *next;
};2、新建双链表
Node* CreateDulNode(int *a, int n) //将数组元素存到链表中
{
Node *head = (Node*)malloc(sizeof(Node));
head->next = NULL;
head->pri = NULL;
Node *p = head;
int i = 0;
Node *q = NULL;
while (i<n)
{
q = (Node*)malloc(sizeof(Node));
q->data = a[i];
q->next = p->next;
q->pri = p;
p->next = q;
p = q;
i++;
}
q->next = head;
head->pri = q;
return head;
}3、快速排序 //其实就是数组的排序原理，有些小细节要注意
//调用QuickSort(L->next, L->pri);
void QuickSort(Node *Left, Node* right) //闭区间
{
if (Left->pri != right) //这里当right在left左边是结束
{
Node *temp = right;
Node *p = Left->pri;
Node *q = Left;
while (q != right)
{
if (q->data < temp->data)
{
p = p->next;
Swap(p, q);
}
q = q->next;
}
p = p->next;
Swap(p, temp);
// OutPut2(Left,right); //测试输出函数
QuickSort(Left, p->pri);
QuickSort(p->next, right);
}
}4、关键的交换函数，不过也和单链表的交换差不多了
void Swap(Node *p, Node *q)
{
Node temp = *p;
temp.next = q->next;
temp.pri = q->pri;
q->next = p->next;
q->pri = p->pri;
*p = *q;
*q = temp;
}5、测试输出函数
void OutPut2(Node *Left, Node *right)
{
Node *p = Left;
while (p!=right)
{
cout << p->data << " ";
p = p->next;
}
cout << right->data << " "; //单独输出最后一个
cout << endl;
}实验结果：
总结: 以前排序都是在数组上排序，现在学了链表，也想实现快速排序。总之，本质上没啥区别，算法流程都差不多，只是操作上的不同。
