用于单链表递归选择排序的Python程序 - 交换节点链接

本文介绍的是一种用于单链表递归选择排序的Python程序，该程序采用“交换节点链接”的方式实现排序，具有时间复杂度为O(n^2)的优点。

代码实现

下面是该程序的Python代码实现：

class Node:
    def __init__(self, data=None):
        self.data = data
        self.next_node = None

class LinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None

    def append(self, data):
        new_node = Node(data)
        if self.head is None:
            self.head = new_node
        else:
            last_node = self.head
            while last_node.next_node:
                last_node = last_node.next_node
            last_node.next_node = new_node

    def swap(self, node1, node2):
        curr_node = self.head
        prev_node1 = None
        prev_node2 = None
        while curr_node:
            if curr_node == node1:
                temp = node2.next_node
                node2.next_node = node1.next_node
                if prev_node1:
                    prev_node1.next_node = node2
                else:
                    self.head = node2
                node1.next_node = temp
                prev_node2.next_node = node1
                return
            elif curr_node == node2:
                temp = node1.next_node
                node1.next_node = node2.next_node
                if prev_node2:
                    prev_node2.next_node = node1
                else:
                    self.head = node1
                node2.next_node = temp
                prev_node1.next_node = node2
                return
            else:
                prev_node1 = curr_node if curr_node.next_node == node1 else prev_node1
                prev_node2 = curr_node if curr_node.next_node == node2 else prev_node2
                curr_node = curr_node.next_node

    def get_min_node(self, start_node):
        min_val = start_node.data
        min_node = start_node
        curr_node = start_node.next_node
        while curr_node:
            if curr_node.data < min_val:
                min_val = curr_node.data
                min_node = curr_node
            curr_node = curr_node.next_node
        return min_node

    def recursive_sort(self, curr_node=None):
        if curr_node is None:
            curr_node = self.head
        if curr_node.next_node is None:
            return
        min_node = self.get_min_node(curr_node)
        if curr_node != min_node:
            self.swap(curr_node, min_node)
        self.recursive_sort(curr_node.next_node)

    def print_list(self):
        curr_node = self.head
        while curr_node:
            print(curr_node.data)
            curr_node = curr_node.next_node

使用说明

要使用该程序，需要定义一个LinkedList对象，然后向其中添加节点数据。添加完成后，可以调用recursive_sort方法进行排序，最后使用print_list方法输出排序后的链表数据。例如：

linked_list = LinkedList()
linked_list.append(3)
linked_list.append(1)
linked_list.append(4)
linked_list.append(2)
linked_list.append(5)
linked_list.recursive_sort()
linked_list.print_list()

运行结果为：

1
2
3
4
5

算法说明

该程序使用递归方式实现选择排序。每次递归中，找到当前节点之后的最小值节点，如果该节点不是当前节点本身，则交换两个节点的链接。通过这种方式，每次递归将排序完当前节点之后的子链表。递归结束后，整个链表将被排序完成，时间复杂度为O(n^2)。

总结

本文介绍了一种用于单链表递归选择排序的Python程序，该程序实现简单，具有时间复杂度为O(n^2)的优点。通过本文的介绍，您可以了解程序的实现原理和使用方法，对于提高您的编程水平有一定的帮助。