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リスト構造を用いた挿入ソート

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slushii

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困っている点

リスト構造を用いて挿入ソートで昇順に並び替えるプログラムに取り組んでいます。
下のプログラム内の、sort関数内の処理に誤りがあり、昇順にソートされません。
誤りを指摘していただけませんでしょうか。
宜しくお願い致します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct _cell {
    int element;
       struct _cell *next;
}cell;

typedef struct _list{
    cell *head;
}list;

list* create() {
    list *L = (list *)malloc(sizeof(list));
    L->head = (cell *)malloc(sizeof(cell));
    L->head->next = NULL;
    L->head->element = -1;
    return L;
}

void addFirst(list *L, int element) {
    cell *add = (cell *)malloc(sizeof(cell));
    add->element = element;
    add->next = L->head->next;
    L->head->next = add;
}

void del(list *L, int element) {
    cell *ptr    = L->head->next;
    cell *prev = L->head;
    while(ptr != NULL){
        if(ptr->element == element) {
            prev->next = ptr->next;
             } else {
                     prev = ptr;
             }
        ptr    = ptr->next;
         }
}

void search(list *L, int element) {
    cell *ptr = L->head->next;
    while(ptr != NULL) {
        if(ptr->element == element) {
            printf("Found! : %d\n", ptr->element);
        }
                     ptr = ptr->next;

         }
}


void print(list *L) {
    cell *ptr = L->head->next;
    while(ptr != NULL) {
        printf("%d\n", ptr->element);
            ptr = ptr->next;
         }
}

void sort(list *L) {
    cell *ptr    = L->head->next;
    cell *prev   = L->head;
    int temp;
    while(ptr != NULL){
           temp = ptr->element;
        while(prev->element > temp){
                prev->element  = ptr->element;
        }
        ptr->element = temp;
        printf("\n%d", ptr->element);
        printf("\n%d\n", prev->element);
        ptr  = ptr->next;
        prev = prev->next;
    }    
         printf("\n");

}

int main(void){
    list *L = create();
    addFirst(L,1);
    addFirst(L,2);
    addFirst(L,3);
    addFirst(L,4);
    addFirst(L,5);
    print(L);
    sort(L);
    print(L);

    return 0;
}
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  • coco_bauer

    2019/05/14 13:24

    ↑element(値)の書き換えでは、リンク(*next)は変えないので、ノードの位置関係は同一です。ノードがリンクの途中に「挿入」されることは無いので「挿入ソート」とはならないです。

    キャンセル

  • Zuishin

    2019/05/14 22:30

    ↑配列を使って挿入ソートをした場合にもノードの位置関係は変わらず値が挿入されるので、それは別にいいんじゃないかと思います。
    ただ、それなら今回も配列を使えばいいだけのことで、「リンクリストを使わなければならない」という条件があるなら、そこが破綻してしまいます。「確かにソートはできるけどリンクリストを使う意味はどこに?」と言われてしまうんじゃないでしょうか。課題だと思いますが、出題者はノードの入れ替えを期待していると思います。

    キャンセル

  • episteme

    2019/05/14 22:51 編集

    理解した。「element を直接書き換えてはリストの意味がありません.」ではなく「element を直接書き換えてはリスト構造を活かした挿入ソートの意味がありません.」てことな。

    キャンセル

回答 2

+1

こんな感じでどうでしょう.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct _cell {
  int element;
  struct _cell *next;
} cell;

typedef struct _list {
  cell *head;
} list;

list* create() {
  list *L = (list *)malloc(sizeof(list));
  L->head = (cell *)malloc(sizeof(cell));
  L->head->next = NULL;
  L->head->element = -1;
  return L;
}

void addFirst(list *L, int element) {
  cell *add = (cell *)malloc(sizeof(cell));
  add->element = element;
  add->next = L->head->next;
  L->head->next = add;
}

void sort(list *L) {
  cell *t = L->head->next;
  if(t == NULL) return; //データが無い

  while(t->next != NULL) {
    //ソートした最大値と比較
    if(t->element <= t->next->element) { //移動の必要無し
      t = t->next;
      continue;
    }
    //挿入位置を探す(必ずある)
    cell *p = L->head;
    for(; t->next->element > p->next->element; p=p->next);

    cell *next = t->next->next;
    //挿入
    t->next->next = p->next;
    p->next = t->next;
    //移動させたcellに繋がっていた元のポインタを付け替え
    t->next = next;
  }
}

void print(list *L) {
  cell *ptr = L->head->next;
  while(ptr != NULL) {
    printf("%d\n", ptr->element);
    ptr = ptr->next;
  }
}

int main(void){
  list *L = create();
  addFirst(L, 1);
  addFirst(L, 2);
  addFirst(L, 3);
  addFirst(L, 4);
  addFirst(L, 5);
  print(L);
  sort(L);
  print(L);

  return 0;
}

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0

以前の回答にも書きましたが、連結リストのソートは結構やっかいです。
新規のリストに常に昇順になるようにノードを挿入していけば、ソート済みのリストが出来ますが、これを挿入ソートと呼んでいいものかどうか分りません。

質問のソースのsrot 関数を差し替えて、insert関数を追加するとソートができます。ご希望のものとは違うかもしれませんが、参考までに。

// リストに追加する
void insert(cell **root, cell *data)
{
    cell **p;

    for (p = root; *p; p = &(*p)->next) {            //リストの最初から挿入位置を検索
        if ((*p)->element > data->element) {
            cell *t = *p;                            // 現在のノードを保存
            *p = data;                                // dataを挿入する
            data->next = t;                            // リンクを付け替える
            return;
        }
    }

    *p = data;                                        // リストの最後に追加
    data->next = NULL;
}

// リストをソートする
void sort(list *L)
{
    cell    *new_list = NULL;                         // ここにソート済みのリストを追加する

    cell    *curr;
    cell    *next;

    for (curr = L->head->next; curr; curr = next) {    // リストの最初から最後まで
        next = curr->next;                            // 次のノード
        insert(&new_list, curr);                    // ソート済みのリストに追加
    }

    L->head->next = new_list;                        // ソート済みのリスト
}

質問の答えになってなかったので、補足します。

何故ソートできないか?
配列の場合を考えてみれば分りますが、挿入ソートにするにはリストを順方向と逆方向に走査する必要があります。ご提示のプログラムではそれが出来ていません。単方向リストを逆方向に辿るのは出来なくはないですが、かなり手間のかかる作業になります。
なので、効率も悪いので挿入ソートはやめた方がいいかもしれません。

余談ですがバブルソートや選択ソートでしたら順方向だけでもできます。
更に余談、以前にお遊びで単方向リストを逆方向に辿る処理を実装したことがあります。その時は再帰関数で実装したので、ノードの個数分再帰が深くなります。速度も遅いしあまり実用的ではないですね。


度々追加ですいません。
逆順にこだわって実装してみました。
あまり実用的ではないですし、再帰呼び出ししているので要素数が多いとダメですけど。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct _cell {
    int element;
    struct _cell *next;
}cell;

typedef struct _list {
    cell *head;
}list;

list* create() {
    list *L = (list *)malloc(sizeof(list));
    L->head = (cell *)malloc(sizeof(cell));
    L->head->next = NULL;
    L->head->element = -1;
    return L;
}

void addFirst(list *L, int element) {
    cell *add = (cell *)malloc(sizeof(cell));
    add->element = element;
    add->next = L->head->next;
    L->head->next = add;
}

void del(list *L, int element) {
    cell *ptr = L->head->next;
    cell *prev = L->head;
    while (ptr != NULL) {
        if (ptr->element == element) {
            prev->next = ptr->next;
        } else {
            prev = ptr;
        }
        ptr = ptr->next;
    }
}

void search(list *L, int element) {
    cell *ptr = L->head->next;
    while (ptr != NULL) {
        if (ptr->element == element) {
            printf("Found! : %d\n", ptr->element);
        }
        ptr = ptr->next;

    }
}


void print(list *L) {
    cell *ptr = L->head->next;
    while (ptr != NULL) {
        printf("%d\n", ptr->element);
        ptr = ptr->next;
    }
}

void sort_sub(cell *p)
{
    if (p) {
        sort_sub(p->next);                            //再帰呼び出しでリストを逆順に辿る

        int temp = p->element;                        //データを保存
        while (p->next)    {
            if (temp > p->next->element) {            //挿入位置を探す
                p->element = p->next->element;        //データをずらす
            } else {
                break;
            }

            p = p->next;                            //次の要素
        }

        p->element = temp;                            //挿入する
    }
}

void sort(list *L)
{
    sort_sub(L->head->next);
}

int main(void) {
    list *L = create();
    addFirst(L, 1);
    addFirst(L, 2);
    addFirst(L, 3);
    addFirst(L, 4);
    addFirst(L, 5);
    print(L);
    sort(L);
    print(L);

    return 0;
}

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