链表与归并排序

一个C#链表实例

链表，主要是"链"每个类中，都包含一个指向后一个节点的指针

csharp 复制代码

class ListNode
    {
        public string Name { get; set; }
        public ListNode Next;

        public ListNode(string name)
        {
            this.Name = name;
            this.Next = null;
        }
    }

基本练成链子，对于插入，仅仅是对应节点的Next赋值，但要注意，保存头结点指针。

csharp 复制代码

 ListNode Head = new ListNode("Mr.Green");
            Head.Next = new ListNode("Mr.Black");
            Head.Next.Next = new ListNode("Mrs. Blue");
            PrintList(Head,"构建的基础链表为：");
            ListNode IHead = new ListNode("Mr.Brown");
            IHead.Next = Head;
            Head = IHead;
            PrintList(Head, "向链表L表头插入一个单元后构建的基础链表为：");
            ListNode list1 = Head;
            while (list1.Next != null)
            {
                list1 = list1.Next;

            }
            list1.Next = new ListNode("Ms.White");
            PrintList(Head, "向链表L表尾插入一个单元后构建的基础链表为：");
            ListNode insertPos = Head;
            while (insertPos.Next != null && insertPos.Next.Name != "Mr.Black")
            {
                insertPos = insertPos.Next;
            }
            insertPos.Next = new ListNode("Dr.Martin");
            PrintList(Head, "向链表L表中Mr.Black前插入一个单元后构建的基础链表为：");

排序算法，冒泡算法这里可以使用，但不推荐，这里使用归并排序，也是本文章记录的核心内容。

排序分为三部分，找终点、拆两半、合并

csharp 复制代码

static ListNode SortList(ListNode head)
    {
        if (head == null || head.Next == null) return head;

        // 当链表只有一个节点时，无需再分割和排序
        if (head.Next == null)
        {
            return head;
        }

        // 获取链表中间节点
        ListNode middle = GetMiddle(head);
        ListNode nextToMiddle = middle.Next;
        middle.Next = null;

        // 分别对左半部分和右半部分链表进行递归排序
        ListNode left = SortList(head);
        ListNode right = SortList(nextToMiddle);

        // 合并两个已排序的子链表
        return Merge(left, right);
    }

    static ListNode GetMiddle(ListNode head)
    {
        if (head == null || head.Next == null)
        {
            return head;
        }

        ListNode slow = head, fast = head;

        // 当链表长度为奇数时，fast会先到达终点，slow会停留在中间节点
        while (fast != null && fast.Next != null && fast.Next.Next != null)
        {
            slow = slow.Next;
            fast = fast.Next.Next;
        }

        return slow;
    }

    static ListNode Merge(ListNode left, ListNode right)
    {
        if (right == null)
        {
            return left;
        }
        if (left == null)
        {
            return right;
        }
        // 根据节点值进行合并，选择较小的节点放在前面
        if (left.Name.CompareTo(right.Name) <= 0)
        {
            // 将左节点链接到左节点的下一个节点与右节点合并的结果
            left.Next = Merge(left.Next, right);

            // 返回当前较小节点作为合并后的新链表的当前节点
            return left;
        }
        else
        {
            // 将右节点链接到左节点与右节点的下一个节点合并的结果
            right.Next = Merge(left, right.Next);

            // 返回当前较小节点（此处可能是右节点）作为合并后的新链表的当前节点
            return right;
        }
    }

其中，找终点算法是一种快慢找终点，但要注意奇偶问题，否则在递归中会溢出。