C 链表上自底向上的合并排序

自底向上的合并排序处理大小为1的每个元素的列表，并反复地前后合并子列表，直到它们按顺序排序。这使得使用自下而上的合并排序对链表进行排序非常有吸引力，因为它们已经“分离”

我试图用C语言实现自底向上的合并排序，并意识到有多种方法可以实现自底向上的合并排序；特别是，我正在使用这种方法：

将单个列表插入队列

将前两个列表出列并合并它们

将合并的列表排队（合并的项目转到末尾）

重复步骤1-3，直到它们按顺序排列

然而，我正在努力实现以下目标：

• 合并链接列表而不使用额外的O（n）空间（如果可能）

因此，我的问题是：

• 如何在C语言中正确实现这一点？（特别是：重复出列和入列过程直到完全排序的处理过程）如何知道整个队列是否处于排序顺序？我正在考虑在列表中跟踪*头指针
• 在这种情况下，合并排序是否稳定？为什么？
• 自下而上合并排序的运行时间仍然是O（nlogn）。但是，这种自底向上的合并排序是否使用O（n）空间？假设我们实现的链表已经是一个队列
• 额外问题：是否有更好的替代方案在链表上实现自底向上的合并排序

我想这是在链表上使用自底向上合并排序的优点之一，因为它比在数组上使用自底向上合并排序更节省空间。如果我错了，请纠正我

如何实现这一点？恐怕这个问题有点太宽泛了

Mergesort是稳定的，前提是当您在两个子列表中遇到相同的项时，您首先从“左”（前面的）子列表中获取它们

使用链表可以使用O（1）空间；只需按顺序取消子列表的链接，并在合并后将它们附加到一个新的临时列表中，然后在下一次迭代中将新列表与较长的子列表一起使用。您只需要为临时列表保留额外的“head”和“tail”指针

是的，有：取消链接最长可能的递增运行，而不是1、2、4。。。项目子列表。这与最坏情况下的原始算法一样好（按相反顺序输入会使一个项在第一次迭代中运行），但如果存在一个偏序，它会充分利用现有的偏序（对于完全排序的输入，它只扫描列表一次）

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有一个聪明的方法，它使用一个固定大小的数组（通常是26或32个大小）指向节点的指针数组，一些指向节点的工作本地指针，以及一个标准的mergelists（）函数，该函数合并两个已排序的列表，并且需要处理空列表以简化主代码。将节点合并到数组中，然后将数组合并到单个排序列表中。这一逻辑的第一部分是：

    // initialize array[] to all NULLs
    while(plist != NULL){
        pmerge = plist;
        plist = plist->next;
        pmerge->next = NULL;
        for(i = 0; i < array size; i++){
            if(array[i] == NULL)
                break;
            pmerge = mergelists(array[i], pmerge);
            array[i] = NULL;
        }
        if(i == array size)i--;
        array[i] = pmerge;
    }

//将数组[]初始化为所有空值
while（plist！=NULL）{
pmerge=plist；
plist=plist->next；
pmerge->next=NULL；
对于（i=0；i<数组大小；i++）{
if（数组[i]==NULL）
打破
pmerge=mergelists（数组[i]，pmerge）；
数组[i]=NULL；
}
如果（i==数组大小）i--；
数组[i]=pmerge；
}

列表的大小随着i的增加而加倍，数组[i]要么为NULL，要么指向一个包含2个幂i节点的列表

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然后数组被合并到一个列表中，同样只需一个循环和对mergelists（）的调用。看看你是否能理解这一部分。

我对（4）的工作原理很感兴趣。当您不知道列表A的长度时，如何在第二关中找到列表B？@sp2danny:通过将

item->data

与

item->next->data

进行比较，与合并中使用的函数相同。谢谢您的回答@CiaPan，我只是想知道你的描述是否是自然合并排序的修改版本？如果我错了，请更正。@sp2danny（编辑失败后重复），方法是将

item->data

与

item->next->data

与合并中使用的相同函数进行比较。只需扫描列表，比较每两个连续项，找到第一个子列表的结尾，然后取消链接（拆分列表）。然后重复此操作以获取第二个子列表。合并商店。重复此操作以取消第三和第四个子列表的链接。合并，存储。依此类推，直到输入耗尽。重复，直到只有一个子列表。@Arial是的，它是。见维基百科。