链表的合并排序是一种常见的排序算法,用于对链表中的元素进行排序。该算法将链表分为两个部分,然后分别对这两个部分进行排序,最后将两个有序的链表合并成一个有序的链表。
以下是一个示例的链表合并排序的代码实现:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义链表节点结构
struct ListNode {
int val;
struct ListNode* next;
};
// 合并两个有序链表
struct ListNode* merge(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) {
if (l1 == NULL) {
return l2;
}
if (l2 == NULL) {
return l1;
}
if (l1->val < l2->val) {
l1->next = merge(l1->next, l2);
return l1;
} else {
l2->next = merge(l1, l2->next);
return l2;
}
}
// 拆分链表
struct ListNode* split(struct ListNode* head) {
if (head == NULL || head->next == NULL) {
return head;
}
struct ListNode* slow = head;
struct ListNode* fast = head->next;
while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
struct ListNode* secondHalf = slow->next;
slow->next = NULL;
return secondHalf;
}
// 链表的合并排序
struct ListNode* mergeSort(struct ListNode* head) {
if (head == NULL || head->next == NULL) {
return head;
}
struct ListNode* secondHalf = split(head);
head = mergeSort(head);
secondHalf = mergeSort(secondHalf);
return merge(head, secondHalf);
}
// 创建链表节点
struct ListNode* createNode(int val) {
struct ListNode* newNode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
newNode->val = val;
newNode->next = NULL;
return newNode;
}
// 打印链表
void printList(struct ListNode* head) {
struct ListNode* temp = head;
while (temp != NULL) {
printf("%d ", temp->val);
temp = temp->next;
}
printf("\n");
}
int main() {
// 创建链表
struct ListNode* head = createNode(4);
head->next = createNode(2);
head->next->next = createNode(1);
head->next->next->next = createNode(3);
printf("原始链表:");
printList(head);
// 链表的合并排序
head = mergeSort(head);
printf("排序后链表:");
printList(head);
return 0;
}
以上代码实现了链表的合并排序。首先,通过拆分链表的方式将链表分为两个部分,然后递归地对这两个部分进行排序。最后,通过合并两个有序链表的方式将两个部分合并成一个有序的链表。
链表的合并排序算法的时间复杂度为O(nlogn),其中n是链表的长度。该算法在处理大规模数据时具有较好的性能。
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