单链表快速排序

标签：

 快排不适合同于链表，但是可以实现，时间复杂度为o（nlgn）

平均时间复杂度O（nlogn）,不考虑递归栈空间的话空间复杂度是O（1））

分析：由于单链表是没有prev指针的，所以跟数组一样的low，high指针就不适合单链表

方法一：不移动元素节点本身，只移动元素的值                                  //注意必须以第一个元素为基准中枢值，

1)定义两个指针pslow，pfast，其中pslow指向单链表的头结点，pfast指向单链表头结点的下一个结点;

2）pslow代表的是比基准节点值小的链表的尾节点，此链表的所有的节点，都比基准的值小，pslow是尾节点

3）pslow之后的节点都是比基准节点值大的节点

4）用pfast用于遍历单链表，如果发现此时pfast节点的值pfast->value   < pivot，则要把pslow=pslow->next，这就此时的pslow就是大于基准节点的节点了，swap（pslow，pfast），这样小于基准节点的节点，就在pslow中，由于原理pslow的值是大于基准节点值的，所以被swap之后，还是大于基准节点

5）如此遍历，知道pfast到达pend

6）此时，除了基准节点在第一个位置之外，后面的就是按小于基准节点，大于基准节点的两大部分，可以通过swap[pviot,pslow],让基准节点回到中间位置

ListNode* GetPartition(ListNode* head,ListNode* Begin,ListNode*End);

ListNode* qucik_sort(ListNode*head,ListNode* Begin,ListNode*End){
    if(Begin!=End){                //是[)的区间，最后一个元素相当于end（）
        ListNode* temp=GetPartition(head,Begin,End);   
        qucik_sort(head,Begin,temp);
        qucik_sort(head,temp->m_pNext,End);
    }
    return head;
}
ListNode* GetPartition(ListNode* head,ListNode* Begin,ListNode*End){
    int pivot=Begin->m_nValue;
    ListNode*pslow=Begin;
    ListNode*pfast=pslow->m_pNext;
    while(pfast!=End){
        if(pfast->m_nValue<pivot){
            pslow=pslow->m_pNext;
            std::swap(pslow->m_nValue,pfast->m_nValue);
        }
        pfast=pfast->m_pNext;
    }
    std::swap(pslow->m_nValue,Begin->m_nValue);
    return pslow;
}

qucik_sort(head,head,NULL);

 你可能回诧异，怎么会是快排？快排不是需要一个指针指向头，一个指针指向尾，然后两个指针相向运动并按一定规律交换值，最后找到一个支点使得支点左边小于支点，支点右边大于支点吗（这句话很长，累死俺了）？是滴，木有错，不过问题出来了。如果是这样的话，对于单链表我们没有前驱指针，怎么能使得后面的那个指针往前移动呢？所以这种快排思路行不通滴，如果我们能使两个指针都往next方向移动并且能找到支点那就好了。怎么做呢？

接下来我们使用快排的另一种思路来解答。我们只需要两个指针pslow和pfast，这两个指针均往next方向移动，移动的过程中保持(pivot,pslow]之前的key都小于选定的key，（pslow，pfast]之间的key都大于选定的key，那么当pfast走到末尾的时候便完成了一次支点的寻找。当所指元素比枢轴小时，将Slow往前游一格，交换Slow和Fast所指元素的值，这样仍能保证Slow指向的元素是小于基准中的最后一个元素。

快排最核心的思想就是划分，确定一个枢轴元素(pivot)，每一趟划分的目的就是把待排序列分为两部分，前一部分比枢轴小(序列A)，后一部分比枢轴大(序列B)。经过一趟划分之后序列变为：{A} pivot {B}。以下是具体步骤：
1、确定每一次划分的枢轴元素为当前待排序列的头节点。
2、设置Slow和Fast两个游标，Slow指向序列A中的最后一个元素，初始化为枢轴本身(待排序列头节点)。让Fast遍历一遍待排序列，当所指元素比枢轴小时，将Slow往前游一格，交换Slow和Fast所指元素的值，这样仍能保证Slow指向的元素是序列A中的最后一个元素。
3、交换Slow所指元素和枢轴元素的值。
4、对序列A和B重复步骤1～4。

end为大区最后一个标识位；
slow应该为大小区分界值，并且属于小区的；
fast应该更名为遍历游标；
Listhead为快排比较的中枢值；
最后交换slow和ListHead，标识第一次遍历比较排序结束，
开始对剩下的小区和大区值分别递归遍历比较排序；
直到最后两个比较排序移动节点key值为最终排序，最后栈式输出为最终排序结果。

struct Node 
{
    int key;
    Node* next;
    Node(int nKey, Node* pNext)
        : key(nKey)
        , next(pNext)
    {}
};


Node* GetPartion(Node* pBegin, Node* pEnd)
{
    int key = pBegin->key;
    Node* p = pBegin;
    Node* q = p->next;

    while(q != pEnd)
    {
        if(q->key < key)
        {
            p = p->next;
            swap(p->key,q->key);
        }

        q = q->next;
    }
    swap(p->key,pBegin->key);
    return p;
}

void QuickSort(Node* pBeign, Node* pEnd)
{
    if(pBeign != pEnd)
    {
        Node* partion = GetPartion(pBeign,pEnd);
        QuickSort(pBeign,partion);
        QuickSort(partion->next,pEnd);
    }
}

单链表快速排序

标签：

原文地址：http://www.cnblogs.com/kkshaq/p/4518187.html