Java 使用合并排序对双链接列表进行排序

我在互联网上找到了这段代码，它是针对数组的，我想把它改成双链表（而不是索引，我们应该使用指针）你能帮我怎么改变合并方法吗（我自己改变了排序方法）这也不是我的家庭工作，我喜欢使用链表

public class MergeSort {

private DoublyLinkedList LocalDoublyLinkedList;

public MergeSort(DoublyLinkedList list) {
    LocalDoublyLinkedList = list;

}

public void sort() {

    if (LocalDoublyLinkedList.size() <= 1) {
        return;
    }
    DoublyLinkedList listOne = new DoublyLinkedList();
    DoublyLinkedList listTwo = new DoublyLinkedList();
    for (int x = 0; x < (LocalDoublyLinkedList.size() / 2); x++) {
        listOne.add(x, LocalDoublyLinkedList.getValue(x));
}
for (int x = (LocalDoublyLinkedList.size() / 2) + 1; x < LocalDoublyLinkedList.size`(); x++) {`
    listTwo.add(x, LocalDoublyLinkedList.getValue(x));
}
//Split the DoublyLinkedList again
    MergeSort sort1 = new MergeSort(listOne);
    MergeSort sort2 = new MergeSort(listTwo);
    sort1.sort();
    sort2.sort();

    merge(listOne, listTwo);
}

private void merge(DoublyLinkedList a, DoublyLinkedList b) {
    int x = 0;
    int y = 0;
    int z = 0;
    while (x < first.length && y < second.length) {
        if (first[x] < second[y]) {
            a[z] = first[x];
            x++;
        } else {
            a[z] = second[y];
            y++;
        }
        z++;
    }
//copy remaining elements to the tail of a[];
    for (int i = x; i < first.length; i++) {
        a[z] = first[i];
        z++;
    }
    for (int i = y; i < second.length; i++) {
        a[z] = second[i];
        z++;
    }
}
}

公共类合并排序{
私有双链接列表本地双链接列表；
公共合并排序（双链接列表）{
LocalDoublyLinkedList=列表；
}
公共无效排序（）{
if（LocalDoublyLinkedList.size（）这取决于DoublyLinkedList是什么-它是一个具体的用户定义类型，还是一个链接列表类型的别名

在第一种情况下，应该在其中定义索引get/set方法和/或迭代器，这使得任务变得简单

在后一种情况下，为什么不使用标准

在
列表
界面中，操作可以如下实现：

<T> List<T> merge(List<T> first, List<T> second, List<T> merged) {
  if (first.isEmpty())
    merged.adAll(second);
  else if (second.isEmpty())
    merged.adAll(first);
  else {
    Iterator<T> firstIter = first.iterator();
    Iterator<T> secondIter = second.iterator();
    T firstElem = firstIter.next();
    T secondElem = secondIter.next();

    do {
      if (firstElem < secondElem) {
        merged.add(firstElem);
        firstElem = firstIter.hasNext() ? firstIter.next() : null;
      } else {
        merged.add(secondElem);
        secondElem = secondIter.hasNext() ? secondIter.next() : null;
      }
    } while (firstIter.hasNext() && secondIter.hasNext());
    //copy remaining elements to the tail of merged
    if (firstElem != null)
      merged.add(firstElem);
    if (secondElem != null)
      merged.add(secondElem);
    while (firstIter.hasNext()) {
      merged.add(firstIter.next());
    }
    while (secondIter.hasNext()) {
      merged.add(secondIter.next());
    }
  }
}

while (i < in.size/2){
  listOne.addLast( in.remove(in.first()) );
  i++
}
while(!in.isEmptly){
  listTwo.addLast( in.remove(in.first()) );
}

列表合并（列表第一，列表第二，列表合并）{
if（first.isEmpty（））
阿达尔（第二）；
else if（second.isEmpty（））
阿达尔（第一）；
否则{
迭代器firstIter=first.Iterator（）；
迭代器secondIter=second.Iterator（）；
T firstElem=firstIter.next（）；
T secondElem=secondIter.next（）；
做{
如果（第一个元素<第二个元素）{
合并。添加（firstElem）；
firstElem=firstIter.hasNext（）？firstIter.next（）：null；
}否则{
合并。添加（第二元素）；
secondElem=secondIter.hasNext（）？secondIter.next（）：null；
}
}while（firstIter.hasNext（）&&secondIter.hasNext（））；
//将其余图元复制到合并的尾部
if（firstElem！=null）
合并。添加（firstElem）；
if（secondElem！=null）
合并。添加（第二元素）；
while（firstIter.hasNext（））{
merged.add（firstIter.next（））；
}
while（secondIter.hasNext（））{
merged.add（secondIter.next（））；
}
}
}

这个实现比使用数组要繁琐一些，主要是因为迭代器被“消耗”通过
next
操作，因此必须记录每个列表中的当前项。使用
get
，代码会更简单，与数组解决方案非常类似，但是对于大列表，它会慢得多，正如@sepp2k指出的

还有几个注意事项：


Java的传统是使用小写变量名，因此
localDoublyLinkedList
Java没有指针，只有引用
合并排序需要经常拆分列表。迭代到LinkedList的中间不是可以对其执行的最昂贵的操作吗（好吧，缺少排序）？我可以看到合并步骤工作得很好（您在两个链接列表上向前迭代），但我不确定在没有O（1）拆分操作的情况下，这个实现是否值得费心

改善效果追踪
正如我所指出的，当您在合并阶段已经在做O（n）件事情时，O（n）拆分操作并不会增加太多的复杂性。然而，您仍然会像现在这样在进行迭代时遇到麻烦（不使用
迭代器
，而是在随机访问特性较差的
列表上使用
get
）

<>我在调试其他问题时感到厌烦，所以写了我认为是这个算法的一个很好的java实现。我逐字地跟随维基百科的伪代码，并在一些泛型和打印语句中喷洒。如果你有任何问题或顾虑，只要问一下。< /P>
import java.util.List;
import java.util.LinkedList;

/**
 * This class implements the mergesort operation, trying to stay
 * as close as possible to the implementation described on the
 * Wikipedia page for the algorithm. It is meant to work well
 * even on lists with non-constant random-access performance (i.e.
 * LinkedList), but assumes that {@code size()} and {@code get(0)}
 * are both constant-time.
 *
 * @author jasonmp85
 * @see <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Merge_sort">Merge sort</a>
 */
public class MergeSort {
    /**
     * Keeps track of the call depth for printing purposes
     */
    private static int depth = 0;

    /**
     * Creates a list of 10 random Longs and sorts it
     * using {@link #sort(List)}.
     *
     * Prints out the original list and the result.
     *
     */
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Long> list = new LinkedList<Long>();

        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add((long)(Math.random() * 100));
        }

        System.out.println("ORIGINAL LIST\n" + 
                           "=================\n" +
                           list + "\n");

        List<Long> sorted = sort(list);

        System.out.println("\nFINAL LIST\n" +
                           "=================\n" +
                           sorted + "\n");
    }

    /**
     * Performs a merge sort of the items in {@code list} and returns a
     * new List.
     *
     * Does not make any calls to {@code List.get()} or {@code List.set()}.
     * 
     * Prints out the steps, indented based on call depth.
     *
     * @param list the list to sort
     */
    public static <T extends Comparable<T>> List<T> sort(List<T> list) {
        depth++;
        String tabs = getTabs();

        System.out.println(tabs + "Sorting: " + list);

        if(list.size() <= 1) {
            depth--;
            return list;
        }

        List<T> left   = new LinkedList<T>();
        List<T> right  = new LinkedList<T>();
        List<T> result = new LinkedList<T>();

        int middle = list.size() / 2;

        int added = 0;
        for(T item: list) {
            if(added++ < middle)
                left.add(item);
            else
                right.add(item);
        }

        left = sort(left);
        right = sort(right);

        result = merge(left, right);

        System.out.println(tabs + "Sorted to: " + result);

        depth--;
        return result;
    }

    /**
     * Performs the oh-so-important merge step. Merges {@code left}
     * and {@code right} into a new list, which is returned.
     *
     * @param left the left list
     * @param right the right list
     * @return a sorted version of the two lists' items
     */
    private static <T extends Comparable<T>> List<T> merge(List<T> left,
                                                           List<T> right) {
        String tabs = getTabs();
        System.out.println(tabs + "Merging: " + left + " & " + right);

        List<T> result = new LinkedList<T>();
        while(left.size() > 0 && right.size() > 0) {
            if(left.get(0).compareTo(right.get(0)) < 0)
                result.add(left.remove(0));
            else
                result.add(right.remove(0));
        }

        if(left.size() > 0)
            result.addAll(left);
        else
            result.addAll(right);

        return result;
    }

    /**
     * Returns a number of tabs based on the current call depth.
     *
     */
    private static String getTabs() {
        StringBuffer sb = new StringBuffer("");
        for(int i = 0; i < depth; i++)
            sb.append('\t');
        return sb.toString();
    }
}

import java.util.List；
导入java.util.LinkedList；
/**
*此类实现mergesort操作，试图保持
*尽可能接近上描述的实现
*Wikipedia页面的算法。这是为了工作良好
*即使在具有非恒定随机访问性能的列表上（即。
*LinkedList），但假定{@code size（）}和{@code get（0）}
*它们都是固定时间。
*
*@author jasonmp85
*@见
*/
公共类合并排序{
/**
*跟踪呼叫深度以便于打印
*/
私有静态int深度=0；
/**
*创建一个包含10个随机长度的列表并对其进行排序
*使用{@link#sort（List）}。
*
*打印出原始列表和结果。
*
*/
公共静态void main（字符串[]args）{
LinkedList=新建LinkedList（）；
对于（int i=0；i<10；i++）{
添加（（长）（Math.random（）*100））；
}
System.out.println（“原始列表\n”+
“=========================\n”+
列表+“\n”）；
列表排序=排序（列表）；
System.out.println（“\n最终列表\n”+
“=========================\n”+
已排序+“\n”）；
}
/**
*对{@code list}中的项执行合并排序，并返回
*新名单。
*
*不调用{@code List.get（）}或{@code List.set（）}。
* 
*打印步骤，根据调用深度缩进。
*
*@param列出要排序的列表
*/
公共静态列表排序（列表）{
深度++；
String tabs=getTabs（）；
系统输出打印项次（制表符+排序：+列表）；
首先，如果（list.size（），则在处理链接列表时不能使用索引。请执行以下操作：

<T> List<T> merge(List<T> first, List<T> second, List<T> merged) {
  if (first.isEmpty())
    merged.adAll(second);
  else if (second.isEmpty())
    merged.adAll(first);
  else {
    Iterator<T> firstIter = first.iterator();
    Iterator<T> secondIter = second.iterator();
    T firstElem = firstIter.next();
    T secondElem = secondIter.next();

    do {
      if (firstElem < secondElem) {
        merged.add(firstElem);
        firstElem = firstIter.hasNext() ? firstIter.next() : null;
      } else {
        merged.add(secondElem);
        secondElem = secondIter.hasNext() ? secondIter.next() : null;
      }
    } while (firstIter.hasNext() && secondIter.hasNext());
    //copy remaining elements to the tail of merged
    if (firstElem != null)
      merged.add(firstElem);
    if (secondElem != null)
      merged.add(secondElem);
    while (firstIter.hasNext()) {
      merged.add(firstIter.next());
    }
    while (secondIter.hasNext()) {
      merged.add(secondIter.next());
    }
  }
}

while (i < in.size/2){
  listOne.addLast( in.remove(in.first()) );
  i++
}
while(!in.isEmptly){
  listTwo.addLast( in.remove(in.first()) );
}

这样的话仍然是O（n log n）
我昨天遇到了这个问题。下面是一些想法

排序
双链接列表
不同于排序
数组
，因为不能对列表中的任意项进行基于索引的引用。相反，您需要在每个递归步骤中记住这些项，然后将它们传递给合并函数。对于每个递归步骤，您只需要记住e每个列表的第一项各占一半。如果你不记得这些项，你很快就会得到索引，b
public ListElement mergesort(ListElement first, int length) {
    if(length > 1) {
        ListElement second = first;
        for(int i=0; i<length/2; i++) {
            second = second.next;
        }
        first = mergesort(first, length/2);
        second = mergesort(second, (length+1)/2);
        return merge(first, second, length);
    } else {
        return first;
    }
}

public ListElement merge(ListElement first, ListElement second, int length) {
    ListElement result = first.prev; //remember the beginning of the new list will begin after its merged
    int right = 0;
    for(int i=0; i<length; i++) {
        if(first.getKey() <= second.getKey()) {
            if(first.next == second) break; //end of first list and all items in the second list are already sorted, thus break
            first = first.next;
        } else {
            if(right==(length+1)/2) 
                break; //we have merged all elements of the right list into the first list, thus break
            if(second == result) result = result.prev; //special case that we are mergin the last element then the result element moves one step back.
            ListElement nextSecond = second.next;
            //remove second
            second.prev.next = second.next;
            second.next.prev = second.prev;
            //insert second behind first.prev
            second.prev = first.prev;
            first.prev.next = second;
            //insert second before first
            second.next = first; 
            first.prev = second;
            //move on to the next item in the second list
            second = nextSecond;
            right++;
        }
    }
    return result.next; //return the beginning of the merged list
}

1.000.000 Items:  466ms
8.300.000 Items: 5144ms

1.000.000 Items:  696ms  
8.300.000 Items: 8131ms