顺序单链表归并排序-腾讯笔试题
对单链表进行归并排序，单链表与数组相比只能顺序访问每个元素，因此在使用二路归并排序时关键在于找到链表的中间结点将链表一分为二：可以利用一个步长为2的指针和一个步长为1的指针同时遍历单链表，当步长为2的指针指向链表最后一个结点或者最后一个结点的下一个结点时，步长为1的指针即指向链表的中间结点。然后是两个有序单链表的合并问题。时间复杂度为O(N*logN)，空间复杂度为O(1)。
//mergesort for LinkList
#include
#include
#include
using namespace std;
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} LNode, *LinkList;
Node* getMiddle(LinkList L) {//无头结点链表
LNode *mid, *midl, *p;
midl = NULL, p = mid = L;
while (p != NULL && p->next != NULL) {//利用快慢指针找链表的`中间位置并将链表1分为2
p = p->next->next;
midl = mid;
mid = mid->next;
}
midl->next = NULL;//将链表1分2
return mid;
}
void printList(LinkList L) {
LNode *p;
p = L;
while (p != NULL) {
cout << p->data << " ";
p = p->next;
}
cout << endl;;
}
void Merge(LinkList &La, LinkList Lb) {//将两个有序链表La和Lb合并成一个有序链表La
LNode *pa = La, *pb = Lb;
LinkList Lc = NULL;
LNode *q = NULL;
if (pa->data <= pb->data) {
Lc = q = pa;
pa = pa->next;
}
else {
Lc = q = pb;
pb = pb->next;
}
while (pa != NULL && pb != NULL) {
if (pa->data <= pb->data) {
q->next = pa, pa = pa->next, q = q->next;
}
else {
q->next = pb, pb = pb->next, q = q->next;
}
}
if (pa == NULL) q->next = pb;
else if (pb == NULL) q->next = pa;
La = Lc;//La重新指向合并后的链表
}
void MergeSort(LinkList &L) {//注意引用的使用
if (L == NULL || L->next == NULL) return;//当链表长度小于等于1时即不用再分
LinkList La, Lb;
Lb = getMiddle(L);
La = L;
MergeSort(La);
MergeSort(Lb);
Merge(La, Lb);
L = La;//返回的结果代回
}
void DestroyList(LinkList &L) {
LNode *p, *q;
p = q = L;
while (p != NULL) {
q = q->next;
free(p);
p = q;
}
}
int main() {
int len = 10, i;
LinkList L;
LNode *p;
if ((L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode))) == NULL) {
cerr << "Error in allocate memory!" << endl;
return -1;
}
srand(time(NULL));
L->data = rand() mod 1000; L->next = NULL;
for (i = 1; i < len; i++) {
if ((p = (LNode*)malloc(sizeof(LNode))) == NULL) {
cerr << "Error in allocate memory!" << endl;
DestroyList(L);
return -1;
}
p->data = rand() mod 1000;
p->next = L->next;
L->next = p;//头插
}
cout << "The list before sorting:" << endl;
printList(L);
MergeSort(L);
cout << " The list after sorting:" << endl;
printList(L);
DestroyList(L);
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