链表归并排序

#include <iostream>
using namespace std;
/**
* 对链表进行原地排序
* 回忆数组归并最重要的就是：找到数组中点，以及归并两个有序数组。
* 类似地这里有两个关键点： 
* （1）找到链表的中间节点，用一快一慢两个指针往前走；
* （2）归并两个已经排好序的链表，指向归并结果的指针总是变化的，所以需要返回一个指向归并好的链表的头指针；
* （3）最后注意，将链表划分成两截的时候，还应该让前半部分的最后一个节点指向空(截断)，这样递归各自部分就不需要还去
*	   指明到哪个节点结束了。
*/
typedef struct node{
	int value;
	struct node *next;
}NODE;

void printList(NODE *head);
NODE *merge(NODE *a, NODE *b);
void splitList(NODE *head, NODE **list1, NODE **list2);
void mergeSort(NODE **headRef);

/**
* 算法主体：找到中间节点，截断，各自递归，再将两部分归并,同时记录归并后的头指针
*/
void mergeSort(NODE **headRef){
	NODE *head = *headRef;
	NODE *a,*b;

	//当只剩下一个节点或者没有节点的时候不需要继续归并
	if(head == NULL || head->next == NULL) return;

	//将链表等长截断为两个
	splitList(head, &a, &b);

	//递归
	mergeSort(&a);
	mergeSort(&b);
	
	//归并
	*headRef = merge(a, b);
}

/**
* 找到当前链表head的中间节点，并将链表截断
* 前半部分通过list1返回，后半部分通过list2返回
*/
void splitList(NODE *head, NODE **list1, NODE **list2){
	NODE *p,*q;
	p = head;
	q = head->next;

	//没有或者只有一个节点
	if(head == NULL || head->next == NULL){
		*list1 = head;
		*list2 = NULL;
	}else{

		//一快一慢直到快指针走完链表
		while(q != NULL){
			q = q->next;
			if(q != NULL){
				p = p->next;
				q = q->next;
			}			
		}

		//返回两半各自头指针
		*list1 = head;
		*list2 = p->next;

		//截断
		p->next = NULL;
	}
}

/**
* 归并两个有序链表，采用递归方式解决(很明显有子问题)
*/
NODE *merge(NODE *a, NODE *b){
	NODE *head;

	if(a == NULL && b == NULL) return NULL;
	if(a == NULL) return b;
	if(b == NULL) return a;

	if(a->value < b->value){
		head = a;
		head->next = merge(a->next, b); //递归
	}
	else{
		head = b;
		head->next = merge(a, b->next); //递归
	}
	
	return head;
}

int main(){
	int a[] = {3,5,1,1,6,12,2,7,9,10,14,12,12,3,9};
	NODE *head,*p;
	
	//创建链表头
	p = (NODE *)malloc(sizeof(NODE));
	p->value = a[0];
	p->next = NULL;
	head = p;

	//构建链表
	for(int i=1;i<15;i++){
		p = (NODE *)malloc(sizeof(NODE));
		p->value = a[i];
		p->next = head->next;
		head->next = p;
	}

	//开始归并排序
	p = head;
	while(p->next != NULL) p = p->next;
	mergeSort(&head);

	//打印结果
	p = head;
	while(p->next != NULL){
		cout<<p->value<<",";
		p = p->next;
	}
	cout<<endl;
	return 0;
}

/**
* 打印链表
*/
void printList(NODE *head){
	NODE *p = head;

	if(head == NULL) return;
	while(p->next != NULL){
		cout<<p->value<<",";
		p = p->next;
	}
	cout<<endl;
}