Объединить Сортировать связанный список - PullRequest
52 голосов
/ 11 августа 2008

Я недавно разбирался с некоторыми основами и нашел, что слияние, сортирующее связанный список, является довольно хорошей задачей. Если у вас есть хорошая реализация, тогда покажите ее здесь.

Ответы [ 17 ]

1 голос
/ 29 ноября 2015

Другой пример нерекурсивной сортировки слиянием для связанных списков, где функции не являются частью класса. Этот пример кода и HP / Microsoft std :: list :: sort оба используют один и тот же базовый алгоритм. Восходящая нерекурсивная сортировка слиянием, которая использует небольшой (от 26 до 32) массив указателей на первые узлы списка, где массив [i] равен 0 или указывает на список размера 2 в степени i , В моей системе Intel 2600K 3,4 ГГц она может сортировать 4 миллиона узлов с 32-разрядными целыми числами без знака в качестве данных за 1 секунду.

NODE * MergeLists(NODE *, NODE *); /* prototype */

/* sort a list using array of pointers to list       */
/* aList[i] == NULL or ptr to list with 2^i nodes    */

#define NUMLISTS 32             /* number of lists */
NODE * SortList(NODE *pList)
{
NODE * aList[NUMLISTS];         /* array of lists */
NODE * pNode;
NODE * pNext;
int i;
    if(pList == NULL)           /* check for empty list */
        return NULL;
    for(i = 0; i < NUMLISTS; i++)   /* init array */
        aList[i] = NULL;
    pNode = pList;              /* merge nodes into array */
    while(pNode != NULL){
        pNext = pNode->next;
        pNode->next = NULL;
        for(i = 0; (i < NUMLISTS) && (aList[i] != NULL); i++){
            pNode = MergeLists(aList[i], pNode);
            aList[i] = NULL;
        }
        if(i == NUMLISTS)   /* don't go beyond end of array */
            i--;
        aList[i] = pNode;
        pNode = pNext;
    }
    pNode = NULL;           /* merge array into one list */
    for(i = 0; i < NUMLISTS; i++)
        pNode = MergeLists(aList[i], pNode);
    return pNode;
}

/* merge two already sorted lists                    */
/* compare uses pSrc2 < pSrc1 to follow the STL rule */
/*   of only using < and not <=                      */
NODE * MergeLists(NODE *pSrc1, NODE *pSrc2)
{
NODE *pDst = NULL;          /* destination head ptr */
NODE **ppDst = &pDst;       /* ptr to head or prev->next */
    if(pSrc1 == NULL)
        return pSrc2;
    if(pSrc2 == NULL)
        return pSrc1;
    while(1){
        if(pSrc2->data < pSrc1->data){  /* if src2 < src1 */
            *ppDst = pSrc2;
            pSrc2 = *(ppDst = &(pSrc2->next));
            if(pSrc2 == NULL){
                *ppDst = pSrc1;
                break;
            }
        } else {                        /* src1 <= src2 */
            *ppDst = pSrc1;
            pSrc1 = *(ppDst = &(pSrc1->next));
            if(pSrc1 == NULL){
                *ppDst = pSrc2;
                break;
            }
        }
    }
    return pDst;
}
0 голосов
/ 21 мая 2019

Простейшая реализация Java:

Сложность времени: O (nLogn) n = количество узлов. Каждая итерация по связанному списку удваивает размер отсортированных меньших связанных списков. Например, после первой итерации связанный список будет отсортирован на две половины. После второй итерации связанный список будет отсортирован на четыре половины. Он будет продолжать сортировку по размеру связанного списка. Для достижения первоначального размера связанного списка потребуется O (logn) удвоений размеров небольших связанных списков. N в nlogn есть, потому что каждая итерация связанного списка займет время, пропорциональное количеству узлов в исходном связанном списке.

class Node {
    int data;
    Node next;
    Node(int d) {
        data = d;
    }
}

class LinkedList {
    Node head;
    public Node mergesort(Node head) {
          if(head == null || head.next == null) return head;
          Node middle = middle(head), middle_next = middle.next;
          middle.next = null;
          Node left = mergesort(head), right = mergesort(middle_next), node = merge(left, right);
          return node;
    } 

    public Node merge(Node first, Node second) {
          Node node = null;
          if (first == null) return second;
          else if (second == null) return first;
          else if (first.data <= second.data) {
              node = first;
              node.next = merge(first.next, second);

          } else {
              node = second;
              node.next = merge(first, second.next);
          }
          return node;
    }

    public Node middle(Node head) {
          if (head == null) return head;
          Node second = head, first = head.next;
          while(first != null) {
              first = first.next;
              if (first != null) {
                 second = second.next;
                 first = first.next;
              }
          }
          return second;
    }

}
0 голосов
/ 04 января 2019

Проверенная, рабочая C++ версия единого связанного списка, на основе ответа с наибольшим количеством голосов .

singlelinkedlist.h:

#pragma once
#include <stdexcept>
#include <iostream>
#include <initializer_list>
namespace ythlearn{
    template<typename T>
    class Linkedlist{
    public:
        class Node{
        public:
            Node* next;
            T elem;
        };
        Node head;
        int _size;
    public:
        Linkedlist(){
            head.next = nullptr;            
            _size = 0;
        }

        Linkedlist(std::initializer_list<T> init_list){
            head.next = nullptr;            
            _size = 0;
            for(auto s = init_list.begin(); s!=init_list.end(); s++){
                push_left(*s);
            }
        }

        int size(){
            return _size;
        }

        bool isEmpty(){
            return size() == 0;
        }

        bool isSorted(){
            Node* n_ptr = head.next;
            while(n_ptr->next != nullptr){
                if(n_ptr->elem > n_ptr->next->elem)
                    return false;
                n_ptr = n_ptr->next;
            }
            return true;
        }

        Linkedlist& push_left(T elem){
            Node* n = new Node;
            n->elem = elem;
            n->next = head.next;
            head.next = n;
            ++_size;
            return *this;
        }

        void print(){
                Node* loopPtr = head.next;
                while(loopPtr != nullptr){
                    std::cout << loopPtr->elem << " ";
                    loopPtr = loopPtr->next;
                }
                std::cout << std::endl;
        }

        void call_merge(){
            head.next = merge_sort(head.next);
        }

        Node* merge_sort(Node* n){
            if(n == nullptr || n->next == nullptr)
                return n;
            Node* middle = getMiddle(n);
            Node* left_head = n;
            Node* right_head = middle->next;
            middle->next = nullptr;
            return merge(merge_sort(left_head), merge_sort(right_head));
        }

        Node* getMiddle(Node* n){
            if(n == nullptr)
                return n;
            Node* slow, *fast;
            slow = fast = n;
            while(fast->next != nullptr && fast->next->next != nullptr){
                slow = slow->next;
                fast = fast->next->next;
            }
            return slow;
        }

        Node* merge(Node* a, Node* b){
            Node dummyHead;
            Node* current = &dummyHead;
            while(a != nullptr && b != nullptr){
                if(a->elem < b->elem){
                    current->next = a;
                    a = a->next;
                }else{
                    current->next = b;
                    b = b->next;
                }
                current = current->next;
            }
            current->next = (a == nullptr) ? b : a;
            return dummyHead.next;
        }

        Linkedlist(const Linkedlist&) = delete;
        Linkedlist& operator=(const Linkedlist&) const = delete;
        ~Linkedlist(){
            Node* node_to_delete;
            Node* ptr = head.next;
            while(ptr != nullptr){
                node_to_delete = ptr;
                ptr = ptr->next;
                delete node_to_delete;
            }

        }

    };
}

main.cpp:

#include <iostream>
#include <cassert>
#include "singlelinkedlist.h"
using namespace std;
using namespace ythlearn;

int main(){
    Linkedlist<int> l = {3,6,-5,222,495,-129,0};
    l.print();
    l.call_merge();
    l.print();
    assert(l.isSorted());
    return 0;
}
0 голосов
/ 01 января 2019

Вот Java-реализация сортировки слиянием в связанном списке:

  • Сложность времени: O (n.logn)
  • Сложность пространства: O (1) - реализация сортировки слиянием в связанном списке позволяет избежать затрат на вспомогательное хранение O (n), обычно связанных с Алгоритм
class Solution
{
    public ListNode mergeSortList(ListNode head) 
    {
        if(head == null || head.next == null)
            return head;

        ListNode mid = getMid(head), second_head = mid.next; mid.next = null;

        return merge(mergeSortList(head), mergeSortList(second_head));
    }

    private ListNode merge(ListNode head1, ListNode head2)
    {
        ListNode result = new ListNode(0), current = result;

        while(head1 != null && head2 != null)
        {
            if(head1.val < head2.val)
            {
                current.next = head1;
                head1 = head1.next;
            }
            else
            {
                current.next = head2;
                head2 = head2.next;
            }
            current = current.next;
        }

        if(head1 != null) current.next = head1;
        if(head2 != null) current.next = head2;

        return result.next;
    }

    private ListNode getMid(ListNode head)
    {
        ListNode slow = head, fast = head.next;

        while(fast != null && fast.next != null)
        {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return slow;
    }
}
0 голосов
/ 14 августа 2018

Я не вижу никаких решений C ++, опубликованных здесь. Итак, вот и все. Надеюсь, это кому-нибудь поможет.

class Solution {
public:
    ListNode *merge(ListNode *left, ListNode *right){
        ListNode *head = NULL, *temp = NULL;
        // Find which one is the head node for the merged list
        if(left->val <= right->val){
            head = left, temp = left;
            left = left->next;
        }
        else{
            head = right, temp = right;
            right = right->next;
        }
        while(left && right){
            if(left->val <= right->val){
                temp->next = left;
                temp = left;
                left = left->next;
            }
            else{
                temp->next = right;
                temp = right;
                right = right->next;
            }
        }
        // If some elements still left in the left or the right list
        if(left)
            temp->next = left;
        if(right)
            temp->next = right;
        return head;
    }

    ListNode* sortList(ListNode* head){
        if(!head || !head->next)
            return head;

        // Find the length of the list
        int length = 0;
        ListNode *temp = head;
        while(temp){
            length++;
            temp = temp->next;
        }
        // Reset temp
        temp = head;
        // Store half of it in left and the other half in right
        // Create two lists and sort them
        ListNode *left = temp, *prev = NULL;
        int i = 0, mid = length / 2;
        // Left list
        while(i < mid){
            prev = temp;
            temp = temp->next;
            i++;
        }
        // The end of the left list should point to NULL
        if(prev)
            prev->next = NULL;
        // Right list
        ListNode  *right = temp;
        // Sort left list
        ListNode *sortedLeft = sortList(left);
        // Sort right list
        ListNode *sortedRight = sortList(right);
        // Merge them
        ListNode *sortedList = merge(sortedLeft, sortedRight);
        return sortedList;
    }
};
0 голосов
/ 21 мая 2017

Это весь кусок кода, который показывает, как мы можем создать список ссылок в Java и отсортировать его с помощью сортировки слиянием. Я создаю узел в классе MergeNode, и существует другой класс MergesortLinklist, в котором есть логика разделения и слияния.

class MergeNode {
    Object value;
    MergeNode next;

    MergeNode(Object val) {
        value = val;
        next = null;

    }

    MergeNode() {
        value = null;
        next = null;

    }

    public Object getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(Object value) {
        this.value = value;
    }

    public MergeNode getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(MergeNode next) {
        this.next = next;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MergeNode [value=" + value + ", next=" + next + "]";
    }

}

public class MergesortLinkList {
    MergeNode head;
    static int totalnode;

    public MergeNode getHead() {
        return head;
    }

    public void setHead(MergeNode head) {
        this.head = head;
    }

    MergeNode add(int i) {
        // TODO Auto-generated method stub
        if (head == null) {
            head = new MergeNode(i);
            // System.out.println("head value is  "+head);
            return head;

        }
        MergeNode temp = head;

        while (temp.next != null) {
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = new MergeNode(i);
        return head;

    }

    MergeNode mergesort(MergeNode nl1) {
        // TODO Auto-generated method stub

        if (nl1.next == null) {
            return nl1;
        }

        int counter = 0;

        MergeNode temp = nl1;

        while (temp != null) {
            counter++;
            temp = temp.next;

        }
        System.out.println("total nodes  " + counter);

        int middle = (counter - 1) / 2;

        temp = nl1;
        MergeNode left = nl1, right = nl1;
        int leftindex = 0, rightindex = 0;

        if (middle == leftindex) {
            right = left.next;
        }
        while (leftindex < middle) {

            leftindex++;
            left = left.next;
            right = left.next;
        }

        left.next = null;
        left = nl1;

        System.out.println(left.toString());
        System.out.println(right.toString());

        MergeNode p1 = mergesort(left);
        MergeNode p2 = mergesort(right);

        MergeNode node = merge(p1, p2);

        return node;

    }

    MergeNode merge(MergeNode p1, MergeNode p2) {
        // TODO Auto-generated method stub

        MergeNode L = p1;
        MergeNode R = p2;

        int Lcount = 0, Rcount = 0;

        MergeNode tempnode = null;

        while (L != null && R != null) {

            int val1 = (int) L.value;

            int val2 = (int) R.value;

            if (val1 > val2) {

                if (tempnode == null) {
                    tempnode = new MergeNode(val2);
                    R = R.next;
                } else {

                    MergeNode store = tempnode;

                    while (store.next != null) {
                        store = store.next;
                    }
                    store.next = new MergeNode(val2);

                    R = R.next;
                }

            } else {
                if (tempnode == null) {
                    tempnode = new MergeNode(val1);
                    L = L.next;
                } else {

                    MergeNode store = tempnode;

                    while (store.next != null) {
                        store = store.next;
                    }
                    store.next = new MergeNode(val1);

                    L = L.next;
                }

            }

        }

        MergeNode handle = tempnode;

        while (L != null) {

            while (handle.next != null) {

                handle = handle.next;

            }
            handle.next = L;

            L = null;

        }

        // Copy remaining elements of L[] if any
        while (R != null) {
            while (handle.next != null) {

                handle = handle.next;

            }
            handle.next = R;

            R = null;

        }

        System.out.println("----------------sorted value-----------");
        System.out.println(tempnode.toString());
        return tempnode;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MergesortLinkList objsort = new MergesortLinkList();
        MergeNode n1 = objsort.add(9);
        MergeNode n2 = objsort.add(7);
        MergeNode n3 = objsort.add(6);
        MergeNode n4 = objsort.add(87);
        MergeNode n5 = objsort.add(16);
        MergeNode n6 = objsort.add(81);

        MergeNode n7 = objsort.add(21);
        MergeNode n8 = objsort.add(16);

        MergeNode n9 = objsort.add(99);
        MergeNode n10 = objsort.add(31);

        MergeNode val = objsort.mergesort(n1);

        System.out.println("===============sorted values=====================");
        while (val != null) {
            System.out.println(" value is  " + val.value);
            val = val.next;
        }
    }

}
0 голосов
/ 07 июля 2011
public int[] msort(int[] a) {
    if (a.Length > 1) {
        int min = a.Length / 2;
        int max = min;

        int[] b = new int[min];
        int[] c = new int[max]; // dividing main array into two half arrays
        for (int i = 0; i < min; i++) {
            b[i] = a[i];
        }

        for (int i = min; i < min + max; i++) {
            c[i - min] = a[i];
        }

        b = msort(b);
        c = msort(c);

        int x = 0;
        int y = 0;
        int z = 0;

        while (b.Length != y && c.Length != z) {
            if (b[y] < c[z]) {
                a[x] = b[y];
                //r--
                x++;
                y++;
            } else {
                a[x] = c[z];
                x++;
                z++;
            }
        }

        while (b.Length != y) {
            a[x] = b[y];
            x++;
            y++;
        }

        while (c.Length != z) {
            a[x] = c[z];
            x++;
            z++;
        }
    }

    return a;
}
...