Java-программа для быстрой сортировки в двусвязном списке

Опубликовано: 20 Сентября, 2022

Ниже приведена типичная рекурсивная реализация QuickSort для массивов. Реализация использует последний элемент как точку опоры.

Можем ли мы использовать тот же алгоритм для связанного списка?
Ниже приведена реализация C++ для двусвязного списка. Идея проста, мы сначала узнаем указатель на последний узел. Получив указатель на последний узел, мы можем рекурсивно отсортировать связанный список, используя указатели на первый и последний узлы связанного списка, аналогично приведенной выше рекурсивной функции, в которой мы передаем индексы первого и последнего элементов массива. Функция разбиения для связанного списка также похожа на разбиение для массивов. Вместо того, чтобы возвращать индекс элемента сводки, он возвращает указатель на элемент сводки. В следующей реализации quickSort() — это просто функция-оболочка, основной рекурсивной функцией является _quickSort(), которая аналогична quickSort() для реализации массива.


Java




// A Java program to sort a linked list using Quicksort
class QuickSort_using_Doubly_LinkedList{
    Node head;
    
/* a node of the doubly linked list */  
    static class Node{
        private int data;
        private Node next;
        private Node prev;
          
        Node(int d){
            data = d;
            next = null;
            prev = null;
        }
    }
      
// A utility function to find last node of linked list    
    Node lastNode(Node node){
        while(node.next!=null)
            node = node.next;
        return node;
    }
      
  
/* Considers last element as pivot, places the pivot element at its
   correct position in sorted array, and places all smaller (smaller than
   pivot) to left of pivot and all greater elements to right of pivot */
    Node partition(Node l,Node h)
    {
       // set pivot as h element
        int x = h.data;
          
        // similar to i = l-1 for array implementation
        Node i = l.prev;
          
        // Similar to "for (int j = l; j <= h- 1; j++)"
        for(Node j=l; j!=h; j=j.next)
        {
            if(j.data <= x)
            {
                // Similar to i++ for array
                i = (i==null) ? l : i.next;
                int temp = i.data;
                i.data = j.data;
                j.data = temp;
            }
        }
        i = (i==null) ? l : i.next;  // Similar to i++
        int temp = i.data;
        i.data = h.data;
        h.data = temp;
        return i;
    }
      
    /* A recursive implementation of quicksort for linked list */
    void _quickSort(Node l,Node h)
    {
        if(h!=null && l!=h && l!=h.next){
            Node temp = partition(l,h);
            _quickSort(l,temp.prev);
            _quickSort(temp.next,h);
        }
    }
      
    // The main function to sort a linked list. It mainly calls _quickSort()
    public void quickSort(Node node)
    {
        // Find last node
        Node head = lastNode(node);
          
        // Call the recursive QuickSort
        _quickSort(node,head);
    }
      
     // A utility function to print contents of arr
     public void printList(Node head)
     {
        while(head!=null){
            System.out.print(head.data+" ");
            head = head.next;
        }
    }
      
    /* Function to insert a node at the beginning of the Doubly Linked List */
    void push(int new_Data)
    {
        Node new_Node = new Node(new_Data);     /* allocate node */
          
        // if head is null, head = new_Node
        if(head==null){
            head = new_Node;
            return;
        }
          
        /* link the old list off the new node */
        new_Node.next = head;
          
        /* change prev of head node to new node */
        head.prev = new_Node;
          
        /* since we are adding at the beginning, prev is always NULL */
        new_Node.prev = null;
          
        /* move the head to point to the new node */
        head = new_Node;
    }
      
    /* Driver program to test above function */
    public static void main(String[] args){
            QuickSort_using_Doubly_LinkedList list = new QuickSort_using_Doubly_LinkedList();
              
              
            list.push(5);
            list.push(20);
            list.push(4);
            list.push(3);
            list.push(30);
            
              
            System.out.println("Linked List before sorting ");
            list.printList(list.head);
            System.out.println("
Linked List after sorting");
            list.quickSort(list.head);
            list.printList(list.head);
          
    }
}
  
// This code has been contributed by Amit Khandelwal

Выход :
Linked List before sorting
30  3  4  20  5
Linked List after sorting
3  4  5  20  30
Временная сложность: временная сложность приведенной выше реализации такая же, как временная сложность QuickSort() для массивов. Это занимает O(n^2) времени в худшем случае и O(nLogn) в среднем и лучшем случаях. Худший случай возникает, когда связанный список уже отсортирован.
 Можем ли мы реализовать случайную быструю сортировку для связанного списка?
 Быстрая сортировка может быть реализована для связанного списка только тогда, когда мы можем выбрать фиксированную точку в качестве точки поворота (например, последний элемент в приведенной выше реализации). Случайная быстрая сортировка не может быть эффективно реализована для связанных списков путем выбора случайного свода.
Пожалуйста, обратитесь к полной статье о быстрой сортировке в двусвязном списке для получения более подробной информации!

            

                            

                    
                                    

                        

                
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СТАТЬИ