上节介绍了链表的基本操作[史上最全单链表的增删改查反转等操作汇总以及5种排序算法(C语言)]()
这节介绍链表的5种排序算法。
@[TOC]
0.稳固排序和原地排序的定义
稳固排序：
假设在待排序的记录序列中，存在多个具备雷同的关键字的记录，若通过排序，这些记录的绝对秩序放弃不变，即在原序列中，ri=rj，且ri在rj之前，而在排序后的序列中，ri仍在rj之前，则称这种排序算法是稳固的；否则称为不稳固的。像冒泡排序，插入排序，基数排序，归并排序等都是稳固排序
原地排序：
基本上不须要额定辅助的的空间，容许大量额定的辅助变量进行的排序。就是在原来的排序数组中比拟和替换的排序。像抉择排序，插入排序，希尔排序，疾速排序，堆排序等都会有一项比拟且替换操作(swap(i,j))的逻辑在其中，因而他们都是属于原地(旧址、就地)排序，而合并排序，计数排序，基数排序等不是原地排序
1.冒泡排序
根本思维:
把第一个元素与第二个元素比拟，如果第一个比第二个大，则替换他们的地位。接着持续比拟第二个与第三个元素，如果第二个比第三个大，则替换他们的地位....
咱们对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最初一对，这样一趟比拟替换下来之后，排在最右的元素就会
是最大的数。除去最右的元素，咱们对残余的元素做同样的工作，如此反复上来，直到排序实现。
具体步骤：
1.比拟相邻的元素。如果第一个比第二个大，就替换他们两个。
2.对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最初一对。这步做完后，最初的元素会是最大的数。
3.针对所有的元素反复以上的步骤，除了最初一个。
4.继续每次对越来越少的元素反复下面的步骤，直到没有任何一对数字须要比拟。
工夫复杂度：O(N2)
空间复杂度：O(1)
稳固排序:是
原地排序:是
Node *BubbleSort(Node *phead){ Node * p = phead; Node * q = phead->next; /*有几个数据就-1；比方x 个i<x-1*/ for(int i=0;i<5;i++) { while((q!=NULL)&&(p!=NULL)) { if(p->data>q->data) { /*头结点和下一节点的替换，要非凡解决，更新新的头head*/ if (p == phead) { p->next = q->next; q->next = p; head = q; phead = q; /*这里切记要把p,q换回来，失常的话q应该在p的后面，进行的是p,q的比拟 *然而通过指针域替换之后就变成q,p.再次进行下一次比拟时， *就会变成q,p的数据域比拟。如果本来p->data > q->data,则进行替换。变成q->data和p->data比拟， *不会进行替换，所以排序就会谬误。有趣味的能够调试下。 */ Node*temp=p; p=q; q=temp; } /*解决两头过程，其余数据的替换状况，要寻找前驱节点if (p != phead)*/ else { /*p，q的那个在前，那个在后。指针域的连贯画图好了解一点*/ if (p->next == q) { /*寻找p的前驱节点*/ Node *ppre = FindPreNode(p); /*将p的下一个指向q的下一个*/ p->next = q->next; /*此时q为头结点，让q的下一个指向p，连接起来*/ q->next = p; /*将原来p的前驱节点指向当初的q，当初的q为头结点*/ ppre->next = q; Node*temp=p; p=q; q=temp; } else if (q->next == p) { Node *qpre = FindPreNode(q); q->next = p->next; p->next = q; qpre->next = p; Node*temp=p; p=q; q=temp; } } } /*地址挪动*/ p = p->next; q = q->next; } /*进行完一轮比拟后，从头开始进行第二轮*/ p = phead; q = phead->next; } head = phead; return head;}2.疾速排序
根本思维
咱们从数组中抉择一个元素，咱们把这个元素称之为中轴元素吧，而后把数组中所有小于中轴元素的元素放在其右边，
所有大于或等于中轴元素的元素放在其左边，显然，此时中轴元素所处的地位的是有序的。也就是说，咱们无需再挪动中轴
元素的地位。
从中轴元素那里开始把大的数组切割成两个小的数组(两个数组都不蕴含中轴元素)，接着咱们通过递归的形式，让中轴元素
右边的数组和左边的数组也反复同样的操作，直到数组的大小为1，此时每个元素都处于有序的地位。
具体步骤：
1.从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot）;
2.从新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准后面，所有元素比基准值大的摆在基准的前面（雷同的数能够到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的两头地位。这个称为分区（partition）操作；
3.递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序；
工夫复杂度：O(NlogN)
空间复杂度：O(logN)
稳固排序：否
原地排序：是
int *QuickSort(Node* pBegin, Node* pEnd){ if(pBegin == NULL || pEnd == NULL || pBegin == pEnd) return 0; //定义两个指针 Node* p1 = pBegin; Node* p2 = pBegin->next; int pivot = pBegin->data; //每次只比拟小的，把小的放在后面。通过一轮比拟后，被分成左右两局部。其中p1指向中值处，pbegin为pivot。 while(p2 != NULL)/* && p2 != pEnd->next */ { if(p2->data < pivot) { p1 = p1->next; if(p1 != p2) { SwapData(&p1->data, &p2->data); } } p2 = p2->next; } /*此时pivot并不在两头，咱们要把他放到两头，以他为基准，把数据分为左右两边*/ SwapData(&p1->data, &pBegin->data); //此时p1是中值节点 //if(p1->data >pBegin->data) QuickSort(pBegin, p1); //if(p1->data < pEnd->data) QuickSort(p1->next, pEnd);}3.插入排序
根本思维:每一步将一个待排序的记录，插入到后面曾经排好序的有序序列中去，直到插完所有元素为止。
具体步骤：
1.将待排序序列第一个元素看做一个有序序列，把第二个元素到最初一个元素当成是未排序序列；
2.取出下一个元素，在曾经排序的元素序列中从后向前扫描；
3.如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一地位；
4.反复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的地位；
5.将新元素插入到该地位后；
6.反复步骤2~5。
工夫复杂度：O(N2)
空间复杂度：O(1)
稳固排序：是
原地排序：是
/*不好了解能够调试下看下具体过程*/Node *InsertSort(Node *phead) { /*为原链表剩下用于间接插入排序的节拍板指针*/ Node *unsort; /*长期指针变量：插入节点*/ Node *t; /*长期指针变量*/ Node *p; /*长期指针变量*/ Node *sort; /*原链表剩下用于间接插入排序的节点链表：可依据图12来了解。*/ unsort = phead->next; /*只含有一个节点的链表的有序链表：可依据图11来了解。*/ head->next = NULL; /*遍历剩下无序的链表*/ while (unsort != NULL) { /*留神：这里for语句就是体现间接插入排序思维的中央*/ /*无序节点在有序链表中找插入的地位*/ /*跳出for循环的条件： *1.sort为空，此时，sort->data < t->data，p存下地位，应该放在有序链表的前面 *2.sort->data > t->data ，跳出循环时，t->data放在有序链表sort的后面 *3.sort为空 sort->data > t->data，也插入在sort后面的地位 */ /*q为有序链表*/ for (t = unsort, sort = phead; ((sort != NULL) && (sort->data < t->data)); p = sort, sort = sort->next); /*退出for循环，就是找到了插入的地位插入地位要么在后面，要么在前面*/ /*留神：按情理来说，这句话能够放到上面正文了的那个地位也应该对的，然而就是不能。起因：你若了解了下面的第3条，就晓得了。*/ /*无序链表中的第一个节点来到，以便它插入到有序链表中。*/ unsort = unsort->next; /*插在第一个节点之前*/ /*sort->data > t->data*/ /*sort为空 sort->data > t->data*/ if (sort == phead) { /*整个无序链表给phead*/ phead = t; } /*p是sort的前驱，这样说不太确切，当sort到最初时，for外面有个sort = sort->next， *就会把sort置空，所以要用p暂存上一次sort的值。而且执行判断sort->data < t->data时，用的也是上一次的sort */ /*sort前面插入*/ /*sort遍历到了最初，此时，sort->data < t->data,sort和p都为最初一个元素。*/ else { p->next = t; } /*if解决之后，t为无序链表，因为要在phead前插入。这里先把t赋值给phead，再把t的next指向sort， *就实现了在sort之前插入小的元素，很奇妙的一种办法 *else解决完之后，sort寄存的是sort的下一次，真正的sort寄存在p中。不满足条件跳出循环时，判断的是下一次的sort， 然而咱们要用的插入的地位为上一次的sort，所以要记录下sort上一次的地位 */ /*实现插入动作*/ /*当sort遍历实现为空时，t->next就是断开前面的元素（sort为空）*/ /*当sort不为空时，sort->data > t->data，sort寄存的元素比t要大，放在前面，t->next就是再链接起来sort*/ t->next = sort; /*unsort = unsort->next;*/ } head = phead; return phead; } 4.抉择排序
根本思维：首先，找到数组中最小的那个元素，其次，将它和数组的第一个元素替换地位(如果第一个元素就是最小元素那么它就和本人替换)。其次，在剩下的元素中找到最小的元素，将它与数组的第二个元素替换地位。如此往返，直到将整个数组排序。这种办法咱们称之为抉择排序。
具体步骤：
1.首先在未排序序列中找到最小（大）元素，寄存到排序序列的起始地位。
2.再从残余未排序元素中持续寻找最小（大）元素，而后放到已排序序列的开端。
3.反复第二步，直到所有元素均排序结束。
工夫复杂度：O(N2)
空间复杂度：O(1)
稳固排序：否
原地排序：是
Node* SelectSort(Node* phead) { Node *temp; Node *temphead = phead; /*将第一次的最大值设置为头结点*/ int max = phead->data; /*替换变量*/ for(int i = 0;i<LengthList(phead);i++) { /*每次遍历开始前都要把最大值设置为头结点*/ max = phead->data; while (temphead->next !=NULL) { /*寻找最大值*/ if(max < temphead->next->data) { max = temphead->next->data; } /*挪动指针地位*/ temphead = temphead->next; } /*找到最大值的地位*/ temp = FindList(max); /*判断最大值是否和头节点雷同*/ if(phead != temp) { SwapNode(phead,temp); } /*更新下一次遍历的头结点*/ temphead = temp->next; phead = temphead; }} SwapNode相干代码如下。过后思考只须要了解排序思维就好了，就没有把这个函数的代码放进去。这个代码写的太长太简单了，有工夫我会从新精简下。（说实话，我都快忘了怎么写的了）
/*替换相邻节点*/void Swanext(Node *p,Node *q){ /*两头相邻节点*/ if ((p != head)&&(q != head)) { // /*p为前一个节点，q的前驱为p*/ // /*寻找p的前驱结点*/ // Node *ppre = FindPreNode(p); // Node *temp; // /*暂存p节点的后继结点，指向q*/ // temp = p->next; // /*将q节点的后继节点赋值给p的后继结点，行将p节点放到了q地位（此时q的前驱节点的next指针还指向的是q）*/ // p->next = q->next; // /*将p节点给q的next，行将实现了q与p的从新连贯*/ // q->next =p; // /*找到原来p的前驱节点，指向q，即实现了原来p的前驱结点和q节点的连贯*/ // ppre->next =q; if (p->next == q) { Node *ppre = FindPreNode(p); p->next = q->next; q->next = p; ppre->next = q; // PrintList(head); } else if (q->next == p) { Node *qpre = FindPreNode(q); q->next = p->next; p->next = q; qpre->next = p; } } /*头结点相邻的替换*/ else { if(p == head) { p->next = q->next; q->next = p; head = q; } else { q->next = p->next; p->next = q; head = p; } } }/*替换头结点和任意节点(除尾节点外)*/void SwapHeadAnother(Node *tmphead,Node *p){ /*寻找p的前驱节点*/ Node *ppre = FindPreNode(p); Node *temp; if(p!=tmphead->next) { /*暂存p节点*/ temp = p->next; /*将tmphead节点的后继节点赋值给p的后继结点，行将tmphead节点放到了p地位（此时p的前驱节点的next指针还未断开）*/ p->next = tmphead->next; /*将p的后继结点赋值给tmphead的后继结点，同时连贯p的前驱和tmphead*/ tmphead->next = temp; ppre->next =tmphead; /*新的头结点返回给全局head*/ head = p; } else { /*头结点和下一节点*/ tmphead->next = p->next; p->next = tmphead; head = p; } }/*替换尾结点和任意节点(除头节点外)*/void SwapEndAnother(Node *tmpend,Node *p){ /*寻找p的前驱节点*/ Node *ppre = FindPreNode(p); Node *endpre = FindPreNode(tmpend); Node *temp; if((tmpend==end)&&(p!=tmpend)) { /*暂存p节点*/ temp = p->next; /*将tmpend节点的后继节点赋值给p的后继结点，行将tmpend节点放到了p地位（此时p的前驱节点的next指针还未断开）*/ p->next = tmpend->next; endpre->next = p; /*将p的后继结点赋值给tmpend的后继结点，同时连贯p的前驱和tmpend（断开了之前的连贯）*/ tmpend->next = temp; ppre->next =tmpend; /*新的头结点返回给全局head*/ end = p; } else { p->next = tmpend->next; tmpend->next = p; end = p; } }/*替换头结点和尾节点*/void SwapHeadEnd(Node *tmphead,Node *tmpend){ /*寻找tmpend的前驱节点*/ Node *endpre = FindPreNode(tmpend); Node *temp; /*暂存tmpend节点*/ temp = tmpend->next; /*将tmphead节点的后继节点赋值给tmpend的后继结点，行将tmpend节点放到了tmphead地位（此时tmpend的前驱节点的next指针还未断开）*/ tmpend->next = tmphead->next; /*将p的后继结点赋值给tmpend的后继结点，同时连贯p的前驱和tmpend（断开了之前的连贯）*/ tmphead->next = temp; endpre->next =tmphead; /*新的头结点返回给全局head*/ head = tmpend; end = tmphead; // PrintList(tmpend);}void SwapRandom(Node *p,Node *q){ /*除了首尾节点，两头不相邻的两个节点*/ if((p->next != q)||(q->next != p)) { /*寻找前驱结点*/ Node *ppre = FindPreNode(p); Node *qpre = FindPreNode(q); /*借助一个两头节点传递数据域*/ Node *temp; temp = p->next; /*替换p和q*/ /*2、p的新后继结点要变成q的原后继结点*/ p->next = q->next; /*3、q的原前趋结点（qpre）的新后继结点要变成p*/ qpre->next = p; /*4、q的新后继结点要变成p的原后继结点（p->next）*/ q->next = temp; /*1、p的原前趋结点（ppre）的新后继结点要变成q*/ ppre->next = q; } /*两头相邻节点的解决*/ else if (p->next == q) { Node *ppre = FindPreNode(p); p->next = q->next; q->next = p; ppre->next = q; } else if (q->next == p) { Node *qpre = FindPreNode(q); q->next = p->next; p->next = q; qpre->next = p; } }/*替换任意两个节点*/void SwapNode(Node*p, Node*q){ // if(LengthList(head)<2) // printf("Can not swap!The Length of list is:%d\r\n ",LengthList(head)); /*查看是否是头尾节点*/ /*对于头尾节点有四种状况 *1.p头节点和q为两头节点 *2.p尾节点和q为两头节点 *3.q头节点和p为两头节点 *4.q尾节点和p为两头节点 *5.p头结点和q尾节点 *6.q头结点和p尾节点 *7.其余两头替换的状况 */ /*2.两个节点是否相邻 除去头结点和下一节点相邻的状况，放在headanother解决*/ if((p->next == q)&&(p !=head)&&(q !=head)) Swanext(p,q); else if((q->next == p)&&(p !=head)&&(q !=head)) Swanext(q,p); /*1.p头节点和q为两头节点*/ else if((p == head)&&(q != end)) SwapHeadAnother(p,q); /*2.p尾节点和q为两头节点*/ else if ((p == end)&&(q != head)) SwapEndAnother(p,q); /*3.q头节点和p为两头节点*/ else if((q == head)&&(p != end)) SwapHeadAnother(q,p); /*4.q尾节点和p为两头节点*/ else if((q == end)&&(p != head)) SwapEndAnother(q,p); /*5.p头结点和q尾节点*/ else if((p == head)&&(q == end)) SwapHeadEnd(p,q); /*6.q头结点和p尾节点*/ else if((q == head)&&(p == end)) SwapHeadEnd(q,p); /*7.其余两头替换的状况*/ else SwapRandom(p,q); }5.归并排序
根本思维：归并排序是建设在归并操作上的一种无效的排序算法。该算法是采纳分治法（Divide and Conquer）的一个十分典型的利用。
作为一种典型的分而治之思维的算法利用，归并排序的实现由两种办法：
自上而下的递归（所有递归的办法都能够用迭代重写，所以就有了第 2 种办法）；
自下而上的迭代；
具体步骤：
1.申请空间，使其大小为两个曾经排序序列之和，该空间用来寄存合并后的序列；
2.设定两个指针，最后地位别离为两个曾经排序序列的起始地位；
3.比拟两个指针所指向的元素，抉择绝对小的元素放入到合并空间，并挪动指针到下一地位；
4.反复步骤 3 直到某一指针达到序列尾；
5.将另一序列剩下的所有元素间接复制到合并序列尾。
工夫复杂度：O(NlogN)
空间复杂度：O(N)
稳固排序：是
原地排序：否
/*获取链表两头元素*/Node *getMiddleNode(Node *pList){ if (pList == NULL) { return NULL; } Node *pfast = pList->next; Node *pslow = pList; while (pfast != NULL) { pfast = pfast->next; if (pfast != NULL) { pfast = pfast->next; pslow = pslow->next; } } return pslow;} /*合并有序链表，合并之后升序排列*/Node *MergeList(Node *p1, Node *p2) { if (NULL == p1) { return p2; } if (NULL == p2) { return p1; } Node *pLinkA = p1; Node *pLinkB = p2; Node *pTemp = NULL; /*较小的为头结点，pTemp存下头结点*/ if (pLinkA->data <= pLinkB->data) { pTemp = pLinkA; pLinkA = pLinkA->next; } else { pTemp = pLinkB; pLinkB = pLinkB->next; } /*初始化头结点，即头结点指向不为空的结点*/ Node *pHead = pTemp; while (pLinkA && pLinkB) { /*合并先放小的元素*/ if (pLinkA->data <= pLinkB->data) { pTemp->next = pLinkA; /*保留下上一次节点。如果下一次为NULL，保留的上一次的节点就是链表最初一个元素*/ pTemp = pLinkA; pLinkA = pLinkA->next; } else { pTemp->next = pLinkB; pTemp = pLinkB; pLinkB = pLinkB->next; } } /*跳出循环时，有一个为空。把不为空的剩下的局部插入链表中*/ pTemp->next = pLinkA ? pLinkA:pLinkB; head = pHead; return pHead; }Node *MergeSort(Node *pList){ if (pList == NULL || pList->next == NULL) { return pList; } /*获取两头结点*/ Node *pMiddle = getMiddleNode(pList); /*链表前半部分，包含两头结点*/ Node *pBegin = pList; /*链表后半局部*/ Node *pEnd = pMiddle->next; /*必须赋值为空 相当于断开操作。pBegin--pMiddle pEnd---最初 */ pMiddle->next = NULL; /*排序前半部分数据，只有一个元素的时候进行，即有序*/ pBegin = MergeSort(pBegin); /*排序后半局部数据 递归了解能够参考PrintListRecursion;*/ pEnd = MergeSort(pEnd); /*合并有序链表*/ return MergeList(pBegin, pEnd); } 大家的激励是我持续创作的能源，如果感觉写的不错，欢送关注，点赞，珍藏，转发，谢谢！
以上代码均为测试后的代码。如有谬误和不妥的中央，欢送指出。
图片来自网络，侵权请分割我删除
如遇到排版错乱的问题，能够通过以下链接拜访我的CSDN。
CSDN:CSDN搜寻“嵌入式与Linux那些事”
欢送欢送关注我的公众号：嵌入式与Linux那些事，支付秋招口试面试大礼包（华为小米等大厂面经，嵌入式知识点总结，口试题目，简历模版等）和2000G学习材料。