Java 单向链表排序
1. 介绍
链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含一条指向下一个节点的引用。相对于数组，链表的插入和删除操作更加高效，但是查找节点的速度相对较慢。在实际开发中，我们经常需要对链表进行排序操作，以满足特定的需求。
本文将介绍如何使用 Java 实现单向链表的排序功能。我们将首先了解链表的基本概念和特点，然后介绍常见的链表排序算法，最后通过代码示例演示如何在 Java 中实现单向链表的排序功能。
2. 链表的基本概念和特点
链表是一种动态数据结构，它的每个节点包含两个部分：数据和指向下一个节点的引用。链表的头节点是整个链表的入口点，通过头节点我们可以遍历整个链表。
链表相对于数组的主要优点是插入和删除节点的操作更加高效，因为只需要改变节点的引用指向即可，而不需要移动其他节点。然而，链表的缺点是查找节点的速度相对较慢，因为不能直接通过索引访问节点，必须从头节点开始遍历整个链表。
链表可以分为几种常见的类型，包括单向链表、双向链表和循环链表。其中，单向链表是最简单的一种链表结构，每个节点只包含一个指向下一个节点的引用。
3. 链表排序算法
链表排序是将链表中的节点按照特定的规则进行重排的过程。常见的链表排序算法包括冒泡排序、插入排序和归并排序等。
3.1 冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过多次遍历链表，比较相邻节点的值并交换位置，将较大的值逐渐“冒泡”到链表的末尾。
冒泡排序的基本思想是从链表的头节点开始，依次比较相邻节点的值，如果前一个节点的值大于后一个节点的值，则交换这两个节点的位置。重复这个过程直到链表末尾，然后再次从头节点开始，直到所有节点都排序完成。
以下是使用冒泡排序对链表进行排序的代码示例：
public class LinkedListSort {
public ListNode bubbleSort(ListNode head) {
if (head == null || head.next == null) {
return head;
}
boolean swapped;
do {
swapped = false;
ListNode current = head;
while (current.next != null) {
if (current.val > current.next.val) {
int temp = current.val;
current.val = current.next.val;
current.next.val = temp;
swapped = true;
}
current = current.next;
}
} while (swapped);
return head;
}
}
3.2 插入排序
插入排序是一种简单直观的排序算法，它的基本思想是将链表分为已排序部分和未排序部分，每次从未排序部分中取出一个节点，插入到已排序部分的正确位置。
插入排序的实现过程如下：
- 创建一个新的有序链表，初始时只包含链表的头节点。
- 遍历原链表，每次将一个节点插入到新链表的正确位置。
- 最后将新链表作为排序后的链表返回。
以下是使用插入排序对链表进行排序的代码示例：
public class LinkedListSort {
public ListNode insertionSort(ListNode head) {
if (head == null || head.next == null) {
return head;
}
ListNode dummy = new ListNode(Integer.MIN_VALUE);
ListNode current = head;
while (current != null) {
ListNode prev = dummy;
while (prev.next != null && prev.next.val < current.val) {
prev = prev.next;
}
ListNode next = current.next;
current.next = prev.next;
