C语言版--单链表排序，冒泡排序，选择排序，插入排序，快速排序，应有尽有，保证看懂，没有bug!交换节点版本！
一.废话不多说，直接上代码。如果想看双向循环链表的朋友，可以在我的博客里找。
你好
#include <stdio.h> #include <stdlib.h>typedef struct node {int data;struct node *next; }node;//生成一个节点 node *initList(void) {node *new = malloc(sizeof(node));if(!new){printf("malloc fail!\n");return NULL;}new->data = 0;new->next = NULL;return new; }//头插法 void head_insert(node *head, node *new) {new->next = head->next;head->next = new; }//遍历 node *traverse(node *head) {for(node *p = head->next; p; p = p->next){printf("%d ", p->data);}printf("\n"); }//冒泡排序，最优版本 void bubble_sort(node *head) {int flag;node *p, *prev, *tail;tail = NULL; //tail以及tail后面的是排好序的元素，第一次还没有排好，所以为NULLwhile(1){flag = 1; //flag用来标志是否已经排好序//每次从head->next开始遍历，直到tail结束, prev是p的前驱节点for(prev = head, p = head->next; p && p->next != tail; prev = prev->next){//交换后，p已经移动到后面，不需要再遍历下一个if(p->data > p->next->data){flag = 0; //修改flag=0，标志本轮循环交换过prev->next = p->next; //弹出p节点p->next = p->next->next; //插入p节点prev->next->next = p; //原来的p->next已经修改，需要用prev->next代替}else //没有交换就继续遍历下一个{p = p->next;}}printf("本轮排序移动出的最大值：%d\n", p->data);traverse(head); 显示每一轮排序结果if(flag) //如果内层循环中都没有交换过，则所有节点都已经是排好序的{printf("冒泡排序结束！\n");break;}tail = p; //tail向前移一个，tail以及tail后面的是排好序的元素} }//选择排序,初级版本 void choose_sort1(node *head) {node *p, *q, *max, *prior;p = malloc(sizeof(node)); //生成一个p节点p->next = head->next; //p取代headhead->next = NULL; //head是空链表while(p->next){prior = p;max = prior->next;for(q = max; q->next; q = q->next){if(max->data < q->next->data){max = q->next;prior = q;}}//从p链表中弹出一个最大的节点，用头插法插入到head链表中prior->next = max->next; max->next = head->next;head->next = max;}free(p); }//选择排序,最优版本 void choose_sort(node *head) {node *q, *min, *prev, *tail;//tail及tail前面是排好序的，每次从tail后面选出一个最小值，插入到tail前面，直到等于NULL结束//要额外保证p->next!=NULL,因为内层循环q=p->next; 用q->next来判断是否为空,可能会越界for(tail = head; tail && tail->next; tail = tail->next){//prev是min的前驱节点，q用来遍历，从min->next直到head链表最后一个for(prev = tail, min = tail->next, q = tail->next; q->next; q = q->next){if(min->data > q->next->data) //找到一个更小的节点，就记录{min = q->next; prev = q; //单链表要额外记录min的前驱节点}}printf("本轮排序选择出的最小值：%d\n", min->data);if(min != tail->next) //如果找到比min更小的节点，就插入到p后面{prev->next = min->next;min->next = tail->next;tail->next = min;}traverse(head); //显示每一轮排序结果} }//插入排序，最优版本 void insert_sort(node *head) {//头结点是空的或者表是空的或者表只有一个节点时候不用排if(!head || !head->next||!head->next->next) {return;}node *p, *q, *tail;//head->next->next开始遍历，tail及tail前面的是排好序的,p是本轮待插入值, p是NULl时结束for(tail = head->next, p = tail->next; p; p = tail->next){//从head->next开始遍历，直到tail结束for(q = head; q != tail; q = q->next){if(p->data < q->next->data) //把插入后结束本次遍历{tail->next = p->next;p->next = q->next;q->next = p; break;}}printf("本轮排序插入值：%d, ", p->data);if(tail == q) //在tail前面没有插入，就下移{printf("已处于插入位置\n");tail = tail->next;}else{//p已经处于插入位置，显示时需要用p->next->dataprintf("插入到%d的前面\n", p->next->data);}traverse(head); //显示每一轮排序结果} }//快速排序的每一次划分 node *partition(node *head, node *tail) {//头结点是空的或者表是空的或者表只有一个节点时候不用排//已经在调用函数前判断好了，进来的链表都是至少有两个元素的node *p, *prev, *basic; basic = head->next; //basic是基准点//从baisc后面开始遍历，找到比baisc小的就插入到head后面，直到tail结束，prev是p的前驱节点//这里head可以理解为本次待划分的链表的头结点，tail是链表的最后一个节点的下一个可以理解为NULLfor(prev = basic, p = basic->next; p && p != tail; p = prev->next){if(basic->data > p->data) //用头插入法把所有比baisc小插入到head后面{prev->next = p->next;p->next = head->next;head->next = p;}else //没有找到比basic小的就一直后移，prev与p同时后移{prev = prev->next; }}return basic; }//快速排序 void quick_sort(node *head, node *tail) {//头结点是空的或者表是空的或者表只有一个节点时候不用排//tail是链表的结束点，一开始等于NULL,后面等于basicif(!head || head->next == tail || head->next->next == tail){return ;}//baisc前的节点都比basic小，baisc后的节点都比baisc大node *basic = partition(head, tail); printf("本次划分节点：%d\n", basic->data);quick_sort(head, basic); //把head->next到basic前一个进行递归排序quick_sort(basic, tail); //从basic->next到tail前一个进行递归排序 }int main(void) {int i, len;node *head, *new, *p, *q;printf("请输入单链表的长度: ");scanf("%d", &len);head = initList();head->data = len;printf("请输入元素：");for(int i = 0; i<len; i++){new = initList();scanf("%d", &new->data);head_insert(head, new);}printf("请选择排序方式，1.选择排序 2.冒泡排序 3.插入排序 4.快速排序: ");scanf("%d", &i);printf("排序前:\n");traverse(head);switch(i){case 1:choose_sort(head);break;case 2:bubble_sort(head);break;case 3:insert_sort(head);break;case 4:quick_sort(head, NULL);break;}printf("由小到大排序后:\n");traverse(head);return 0; }
温馨提示：
如果复制时发现有缩进报错，后者空格报错等问题，以VScode为例，可以按Ctrl+F，复制一个报错的空格，然后替换成一个手打的空格键，具体操作可以搜搜，可以看我的博客。
具体截图：以 12 34 78 56 23 99 34 12 45 76为例，其他朋友可以自己举
选择排序
冒泡排序
插入排序
快速排序
二.代码分析
如果你认真看完上述的代码和注释，那么，我可以大概率保证你基本可以看懂了单链表的排序，其实也不难，就是在关键步骤和控制条件。下面来仔细分析每个排序的关键步骤和控制条件。
冒泡排序
思路：冒泡排序就是从首元结点开始，左右两两比较大小，以从小到大排序为例，如果比后面一个的节点大，就交换，然后继续往后比较，直到到达已经排好的元素为止。
特点：每一轮冒泡排序结束后，总会把最大的节点放到最后面，不断的往前移，直到头结点，就结束了。
注意的地方：单链表的交换，不同于数组的交换，单链表的交换后，以p和q为例，p在q的前面，如果p->data > q->data,就交换p和q节点，交换后p已经处于下一次待交换的位置，所以不需要在p = p->next了，否则会漏了一个没排，出错，需要特别注意!
优化地方：1.设置flag，来标志链表中的元素是否已经是排好序的，因为这里做可以用一次循环判断出链表中的元素是否已经排好，而不用进行无用的多层循环。2.设置一个tail，来指明后面的节点是排好的，当遍历到tail时，就结束本轮循环，同时tail前移一个。
选择排序
思路：选择排序就是每次从未排好的节点中，通过遍历比较大小的方法，选择出一个最小的（以从小到大排为例），然后插入到排好的后面，这样，每轮循环就可以选出一个最小的，直到全部插入完为止。
特点：跟插入排序很像，但两者略有不同，选择排序先选出最小的，然后直接插入到排好元素的后面，而插入排序是直接选出一个节点，然后通过和排好的元素进行比较大小来插入到合适的位置。
注意的地方：以从小到大排为例，采用尾插法应该是每次选取最小的，如果采用头插法应该是每次选取最大的。
优化地方：如果这个节点本来就处于待插入地方，即当前最小的，就不需要交换了，直接进行下一轮。写了两版本的一个是生成一个p节点来取代head头结点, 然后直接把每次选择出的节点直接插入到后面，然后再重新让head取代p指向排好序的节点。另外一个版本的是设置一个tail标志，之所以说有点像插入排序，就是体现在这里了。
插入排序
思路：插入排序就是每次直接从未排好序的节点中拿一个出来，一般是下一个；然后在排好序的节点中通过遍历的方法来比较应该插入到的位置，直到插完为止。
特点：直接选一个插入，不像选择排序那样，先选了，再插入。
注意的地方：需要设置标志tail来指明已经排好的节点的界限，遍历查找插入位置时，遇到tail，说明待插入节点是已经排好的节点中最大的，不需要插入，同时tail要后移一个。
优化地方：tail标志和直接插入。
快速排序
思路：每次选中一个基准点，然后从基准点后面开始遍历，如果找到比基准点小节点（以从小到大排为例），就插入到基准点前面，直到链表的尾部，结束。这样每一次划分后，处于基准点前面的节点都比基准点小，处于基准点后面的节点都比基准点大。然后分别递归划分基准点前的节点和后的节点。
特点：每次划分结束后能找到一个基准点，可以看成是中位数，然后递归。有点像二分查找，跟一颗二叉树差不多。
注意的地方：第一次传参数时，传head(头节点）和NULL。而且需要严格控制退出条件，头结点为空，或者没有节点，或者只有一个节点时，不用排，直接返回。
优化的地方：没啥好讲的，还有另外一种划分方法，就是数组常用的，就是往中间靠的方法，一个head和tail,如果head<tail，tail就一直往前移，然后如果head<tail,head就一直往后移，直到head == tail是就是本次划分的基准点。详情可以看我的博客里的双向循环链表排序。由于这里是单链表，tail往前移后花费很大的代价，所以不采用，双向循环链表有前指针prev,可以采用。
三.总结
单链表的排序相比数组的排序来说，是相对困难的，主要是在元素方面，数组不用考虑什么，直接交换元素，而链表相对灵活，一般是交换节点。如果你写的链表是用交换元素的方式的，我只能说，你写了假的的链表排序，因为你抛弃了链表的灵魂。链表的交换节点一般是插入的方法，头插后者尾插，同时还得记录一下前驱节点的位置，笔者为了优化算法，下了很大功夫，在排序中尽量在记录前驱节点的同时，尽量少记录待交换节点（前驱节点的下一个节点）。
如果你会写单链表的排序，那么我可以说，你一定会写双向循环链表的排序，因为基本可以直接复制过来，只是把判断链表最后一个节点的条件由NULL改成head而已，因为循环嘛，最后一个节点的下一个就是头结点了，而单链表的最后一个节点的下一个就是NULL了。
想看双向循环链表的朋友可以去我的博客里看。最后希望朋友你可以给我一个点赞，收藏，评论和转发，你们的支持是我最大的动力。如果有讲错的地方，请朋友大胆指出，谢谢！毕竟刚开始写博客。绝对原创！
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