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[数据结构与算法]147. 对链表进行插入排序

题目

147. 对链表进行插入排序
在这里插入图片描述

数组版插入排序的代码

受该插入排序代码启发,看题解时时刻对照该代码就很清晰啦

for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
  int temp = nums[i];
  int j = i - 1;
  while (j > -1 && nums[j] > temp) {
    nums[j + 1] = nums[j];
    j--;
  }
  nums[j + 1] = temp;
}

本题代码

class Solution {
    public ListNode insertionSortList(ListNode head) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;
        ListNode pre = head;
        ListNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            if (pre.val < cur.val) {
                // 此时说明不需要进行排序
                pre = pre.next;
                cur = cur.next;
                continue;
            }
            // 先把 cur 节点从链表中移除
            pre.next = cur.next; 
            // 从头开始找 cur 节点应该插入的位置
            ListNode pos = dummy;
            while (pos != pre && pos.next.val < cur.val) {
                /* 如果 pos 的下一个值大于等于 cur 的值
                   此时说明找到了插入的位置
                   退出循环

                   如果 pos == pre 
                   说明 cur 已经在正确的位置了
                   退出循环
                */
                pos = pos.next;
            }
            if (pos != pre) {
                // 说明需要插入
                cur.next = pos.next;
                pos.next = cur;
                cur = pre.next;
            } else {
                // pos == pre 造成的退出循环
                // 说明不需要插入,把移除的节点接回原位置
                pre.next = cur;
                pre = pre.next;
                cur = pre.next;
            }
        }
        return dummy.next;
    }
}

衍生到该题的解决思路

根据插入排序的思路,我先把要插入的元素拿出来(也就是删除,由此有了pre),然后找它应该插入的位置

初始化时,pre 相当于 i = 0 的位置,cur 是 i = 1的位置,这也可以与插入排序的代码对应起来。

插入排序的代码中,是从后往前找插入的位置,但是由于链表没法做到往前遍历(如果是双向链表,那就方便多了),所以我得从前往后找插入的位。

遍历顺序变了,所以while循环的条件语句也得变。

此时从前往后遍历,当后一个元素的节点值大于待插入元素时,就找到了该元素应该插入的位置。

又因为插入元素得拿到前一个节点的指针,然后接在它后面,所以循环条件是 pos.next.val < cur.valpos.next.val >= cur.val 时退出循环

如果 pos 位置已经到了 pre 的位置,说明 cur 已经在正确的位置了,把它接回去就行

优化

如果当前元素已经在正确的位置了(也就是说它大于前一个元素的值),那么此时不用再找插入位置了(插入排序的代码因为是从后往前找,条件是 temp < nums[j - 1],当 temp >= nums[j - 1] 时退出循环,正好就把咱们这种优化包括了)

那么当前元素大于后一个元素时,能不能说明该元素已经在正确的位置了呢?

不能,这与我们的遍历顺序有关,因为我们最外层循环是从前往后遍历,也就是说当前元素的前一个元素已经在正确的位置(前一个元素的前一个元素也在正确的位置,前一个元素的前一个元素的前一个元素。。。。),所以我们才能用它来做判断,来进行优化。这就相当于子问题被解决了,然后才能用它的结果来解决另一个子问题。

总结

  • 如果是从后往前找插入位置,排序的思路就是把当前元素插入到它的前一个元素比它小的位置,每个元素前面的元素都是小于这个元素的话,那咱们的数组自然就排好序了

  • 如果是从前往后找插入位置,排序的思路就是把当前元素插入到它的后一个元素比它大的位置,每个元素后面的元素都是大于这个元素的话,那咱们的数组自然就排好序了

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加:2022-01-01 14:11:59  更:2022-01-01 14:14:33 
 
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