链表快速排序

快排很简单,就是右左两边来回摇摆。但存储结构选为链表还是有一定麻烦的。

不过有一种取巧的方法,就是保持链表结构不变,只改变链表节点所包含的值(next不变,val改变),这就和数组差不多了。

不过写链表快排的目的就是为了熟悉链表操作,毕竟实际应用中不会有这样的需求。因此取巧是我辈不屑的,自然是怎么复杂怎么来:)

下面给出的是改变链表结构的快速排序。

先简单介绍思想:

快排思想很简单,先根据头结点,把数据划分成两块,然后继续递归,直至剩下一个数据。

用链表实现的难点在于如何在排序中保持链表结构的连续性。

因为划分的过程中会改变链表结构。递归调用也会改变链表结构。而无论Java或C++传递的引用(指针)形参都是按值传递的(指针的拷贝或引用的拷贝),

在函数中改变对象固然会引起原对象的改变,可只改变引用本身,原引用却不会变化。

如何保证头结点的不变性就成了关键所在。下面分别予以说明:

Partition:

在partition中我们传递一个哑结点,在划分过程中这个节点不会改变,我们把小于pivot的节点插到head前面,使其成为新的head,

直至最后划分完成,返回pivot节点。如果不设置哑节点,我们就无法把新head节点传递出去,毕竟引用是按值传递的。函数外面的head始终

指向最初的头结点。也许C++中可以用指针的指针来解决这一的,但Java中我们却无能为力。因此,引入一个不变的dummyNode,通过改变dummyNode.next

的值,来传递头结点。这是可以的,因为对象是按引用传递的:) 只要dummyNode不变,dummyNode.next就始终指向头结点。

QuickSort:

quickSort中也有可能改变链表结构,因为quickSort会递归调用partition。碍于接口限制,我们必须传递真实的头结点。

但好消息是,我们不需要返回pivot了,因此我们可以靠返回值来更新头结点。

肯定有人会问,尾节点怎么办呢?

在数组快排中我们递归是闭区间,也就是说[first,pivotIndex-1],[pivotIndex+1 ,last],但链表快排却不能这样。

一方面是因为单链表找上个节点复杂度太高,另一方面这样做我们还要处理尾节点的改变问题,这是不能接受的。因此我们这里将其改为

前闭后开区间[head, tail),也就是说始终保持尾节点不变。

  public class ListNode {
       int val;
       ListNode next;
       ListNode(int x) { val = x; }
   }
   


  public ListNode QuickSort(ListNode head,ListNode tail) { //add dummyNode to asure the head not changed in partition ListNode dummyNode = new ListNode(0); dummyNode.next =head; if (head != tail && head.next != tail) { ListNode pivot = partition(dummyNode, tail); dummyNode.next = QuickSort(dummyNode.next, pivot); //dummyNode.next is head, which is a copy of inference. It has to be updated to prevent the link broken pivot.next = QuickSort(pivot.next, tail); //pivot.next has to be updated too for the same reason. } return dummyNode.next; } public ListNode partition(ListNode dummyNode, ListNode tail) { ListNode start = dummyNode.next; ListNode end = tail; ListNode pNode = start; while (start != end) { while (start.next != null && start.next.val >= pNode.val) { start = start.next; } if (start.next == null) { return pNode; }
        ListNode qNode
= start.next; start.next = start.next.next; qNode.next = dummyNode.next; dummyNode.next = qNode; } return pNode; }

  public static void main(String [] args)
  {
    //there is a Linked list, head is its head node.
    QuickSort(head,null)
  }
原文地址:https://www.cnblogs.com/zqiguoshang/p/5918972.html