单链表实现直接插入排序算法

一、算法原理

插入排序属于稳定排序法，是一种常用的排序算法。直接插入排序算法可以利用静态数组来实现，也可以使用静态链表或者单链表来实现。本文给出了直接插入算法的单链表实现方法。
其基本原理就是把一个数据插入到一组已经排好序的数列中，得到仍是有序的数列。
例如：已经有如下排好序的数组:

如果将数据6插入到该数组中得到新数组，即将6插入到数组下标为4的位置。

下面例子演示了使用单链表来实现直接插入排序算法的过程。
Demo：
假设一组散乱数据：{ 4,3,5 }
使用单链表实现直接插入排序的过程如下：
Step1 ：创建单链表表头，并把元素4存入单链表

Step2 ： 将元素3插入单链表，这时只需要将3插入到节点4之前，修改指针的指向即可，不需要移位操作。

Step3 ： 将元素5插入单链表，这时只需要将5插入到节点4之后。

二、基于单链表的直接插入排序的C程序

1. 基于单链表的直接插入排序函数

//基于单链表的直接插入排序算法 
void InsertSortSingleLink( int arr[], int length ) 
{
	LinkList *h, *p, *q, *s;
	int i;
	//h表示单链表的表头节点 
	h = ( LinkList * )malloc( sizeof(LinkList) );
	//s是存储每一个新加入元素的节点 
	s = ( LinkList * )malloc( sizeof(LinkList) );
	s->data = arr[0];
	s->next = NULL;
	h->next = s;
	//从数组的第二个元素开始执行插入排序，p为前驱，q为后继
	//每次新加入的元素与q中元素进行比较。 
	for( i = 1; i < length; i   )
	{
		p = h;
		q = p->next;
		s = ( LinkList * )malloc( sizeof(LinkList) );
		s->data = arr[i];
		//找到插入位置，如果新来的元素比q中的大，则向后查找，
		//直到q的指针域为空。 
		while( s->data > q->data && q->next != NULL)
		{
			p = q;
			q = q->next;
		}
		//新来的元素大，则插入到q之后 
		if( q->next == NULL && s->data > q->data )
		{
			s->next = NULL;
			q->next = s;
		}
		else//新来的元素小，则插入到p之后，即q之前 
		{
			p->next = s;
			s->next = q;
		}
	}
	//把单链表中的元素存到数组arr中， 
	p = h->next;
	for( i = 0; i < length; i   )
	{
		arr[i] = p->data;
		p = p->next;
	}
	
	//释放单链表 
	p = h;
	q = p->next;
	while( p->next != NULL ) 
	{
		free(p);
		p = q;
		q = q->next;
	}
	free(q);
}

2.测试代码（仅供参考）

#include"stdio.h" 
#include"malloc.h"

typedef struct node
{
	int data;
	struct node *next;
}LinkList;

void InsertSortSingleLink( int arr[], int length );

int main()
{
	int arr[] = { 4, 3, 5, 6, 1, 2 };
	int length = 6;
	int i;
	printf( " initial array: " ) ;
	for( i = 0; i < length; i   )
	{
		printf( "]", arr[i] );
	}
	printf( "\n" );
	
	InsertSortSingleLink( arr, length );
	printf( " sort result  : " ) ;
	for( i = 0; i < length; i   )
	{
		printf( "]", arr[i] );
	}
	printf( "\n" );
	return 0;
}

//基于单链表的直接插入排序算法 
void InsertSortSingleLink( int arr[], int length ) 
{
	LinkList *h, *p, *q, *s;
	int i;
	//h表示单链表的表头节点 
	h = ( LinkList * )malloc( sizeof(LinkList) );
	//s是存储每一个新加入元素的节点 
	s = ( LinkList * )malloc( sizeof(LinkList) );
	s->data = arr[0];
	s->next = NULL;
	h->next = s;
	for( i = 1; i < length; i   )
	{
		p = h;
		q = p->next;
		s = ( LinkList * )malloc( sizeof(LinkList) );
		s->data = arr[i];
		while( s->data > q->data && q->next != NULL)
		{
			p = q;
			q = q->next;
		}
		if( q->next == NULL && s->data > q->data )
		{
			s->next = NULL;
			q->next = s;
		}
		else 
		{
			p->next = s;
			s->next = q;
		}
	}
	p = h->next;
	for( i = 0; i < length; i   )
	{
		arr[i] = p->data;
		p = p->next;
	}
	
	//释放单链表 
	p = h;
	q = p->next;
	while( p->next != NULL ) 
	{
		free(p);
		p = q;
		q = q->next;
	}
	free(q);
}

3.运行结果
测试一：

测试二（有相同数据）：

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