单链表的归并算法思路总结

刚在练习的时候需要将两个递增有序的单链表进行归并处理，之前碰到这种问题，心里总是有些害怕，害怕自己不能完全考虑到所有的情况，怕自己想不明白里面的流程，怕自己做不到。。。

但是，我慢慢理解并深以为然的是：越动手去做，越得心应手。

好像应了那句，越努力越幸运。

很多情况下，生活中的其他场景里，我能够很自然，自信的去思考，去行动，但是对应到程序世界里来，就有些畏手畏脚。明明背后的逻辑，需要的领域知识，自己全都能够灵活应用，却偏偏不敢动手写代码。

我不知道你是不是曾经或者现在也有这样的困惑。这花费了我许久的时间去想通。

OK，我们还是主要聊这段代码如何从自然的归并思路平滑转换到代码中。

先看题目：

假设两个递增有序的线性表，均以单链表形式存储。将两个单链表归并为按元素递减次序排列的单链表，并要求：利用原来的结点存储。

#include <iostream>#include <ctime>#include <vector>#include <algorithm>using namespace std;typedef int ElemType;#define MAX 100typedef struct Node{    ElemType data;    struct Node *next;}Node, *List;// 生成一个链表，数值随机生成// 返回指向生成链表的头结点指针List generateList(int n){    srand(n);    // 定义头结点    List Head = (List)malloc(sizeof(Node));    Head->next = NULL;    Node *temp = Head; //使用temp拿着L的位置，为的是不改变L的数值    // 先通过vector建立一个递增有序的数列    vector<int> ins;    for(int i = 0; i < n; i++)    {        int x = rand() % MAX;        ins.push_back(x);    }    sort(ins.begin(), ins.end());     //尾插法建立链表    for(int i = 0; i < n; i++)    {        Node *s = (Node*)malloc(sizeof(Node));        s->data = ins[i];        s->next = NULL;        temp->next = s;         temp = s;    }    return Head;}void mergeList(List &H1, List &H2){    // 两个递增 ==》 一个递减    // 思路：采用头插法进行    // 用两个指针p,q分别跟踪    // 如果p指向的结点较小，就插入并将p往后移动，否则将q插入并移动    // 当一方结点为空了，就将对方的结点依次头插法插入链表直到结束    List m = (List)malloc(sizeof(Node));    m->next = NULL;    Node *p = H1->next;    Node *q = H2->next;    while(p && q)    {        if(p->data <= q->data)        {            Node *temp = p->next;// 暂存            p->next = m->next;            m->next = p;            p = temp;        }        else        {            Node *temp = q->next;            q->next = m->next;            m->next = q;            q = temp;        }    }    while(p)    {        Node *temp = p->next; // 注意一定要用temp暂存，总是会不注意p->next 已经被更改了，从而陷入死循环        p->next = m->next;        m->next = p;        p = temp;    }    while(q)    {        Node *temp = q->next;        q->next = m->next;        m->next  = q;        q = temp;    }    H1 = m;}int main(){    // 两个递增的单链表    // 合并成一个递减的单链表    // 且为了节省空间，只是修改链接    int n,m;    cout << "Input two numbers of nodes: ";    cin >> n >> m;    List H1 = generateList(n);    List H2 = generateList(m);    Node *p = H1->next; //指向第一个结点    while(p)    {        cout << p->data << " ";        p = p->next;    }    cout << endl;    Node *q = H2->next; //指向第一个结点    while(q)    {        cout << q->data << " ";        q = q->next;    }    cout << endl;    // 题目的主要逻辑    mergeList(H1,H2); // 返回的是H1指向的合并好的链表    // 输出合并后的结果    p = H1->next;    while(p)    {        cout << p->data << " ";        p = p->next;    }    cout << endl;    return 0;}

如何构建一个单链表这里不会再详细解释，假设已经建好，且如题要求的递增顺序。

这里主要关注的是如何归并。

    // 思路：采用头插法进行    // 用两个指针p,q分别跟踪    // 如果p指向的结点较小，就插入并将p往后移动，否则将q插入并移动    // 当一方结点为空了，就将对方的结点依次头插法插入链表直到结束

这段注释其实就完全阐述了如何归并。所以思路非常清晰，转换为代码的过程，就个人体会而言，重点是记住要暂存结点，这是导致写出死循环的一大原因。

首先是：我们新建个头部用于导航合并的链表，结束后把值给H1.

    List m = (List)malloc(sizeof(Node));    m->next = NULL;    Node *p = H1->next;//指向工作结点    Node *q = H2->next; //指向工作结点

头插法中p和q都不空的情况：

 while(p && q)    {        if(p->data <= q->data)        {            Node *temp = p->next;// 暂存            p->next = m->next;            m->next = p;            p = temp;        }        else        {            Node *temp = q->next;            q->next = m->next;            m->next = q;            q = temp;        }    }

用temp暂存的原因是，，头插法时当前结点p或者q的next域要指向头指向的那个结点。因此，p或q的下一个结点就要被p或q放下了，这个不能忽视，因此，需要暂时存着，p和q跟踪的就是工作结点，他们后面的结点在下一轮就是工作结点了！

而当p或者q其中一个已经为空后，对方还拿着那个没插入的结点，因此在下面的后续处理中，我们只看一种p还没空的状态：

while(p){    Node *temp = p->next; // 注意一定要用temp暂存，总是会不注意p->next 已经被更改了，从而陷入死循环    p->next = m->next;    m->next = p;    p = temp;}

此时从p指向的结点开始，一个一个往头结点后面插入即可。注意仍然需要暂存p之后的结点，解释和上面的相同。

到这里，可见归并单链表并不难理解，甚至非常简单自然。
但是，只有当你自己动手做到而不只是看懂然后默念，哦原来这么简单的时候，才是你真正理解掌握的时候。

对，还想分享一段我读来差点哭泣的话，以缅怀那些烦恼的日子，告诫我：烦恼即菩提，心无挂碍，才会安然活在当下，不惊不怖不畏。

“世界上在忧虑的人永远不会是天才或者是庸人，而是介于这两者之间的人。这些人有点儿小聪明，却又不够聪明。不懒，但也不够勤奋。他们就这样在自己的位置上来回走动。这样的人是痛苦的，一生都会活在某种无形的枷锁之中。”

“行动其实就是打开枷锁的钥匙。”

以上，愿有同感的人共勉。