单链表C++的插入排序

单链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。

插入排序是一种简单直观的排序算法，它通过构建有序序列，对未排序的数据逐个进行插入，从而达到排序的目的。

在C++中，实现单链表的插入排序可以按照以下步骤进行：

定义单链表的节点结构体：

struct ListNode {
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};

实现插入排序函数：

ListNode* insertionSortList(ListNode* head) {
    if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
        return head;
    }
    
    ListNode* dummy = new ListNode(0);  // 创建一个虚拟头节点
    dummy->next = head;
    ListNode* curr = head->next;  // 当前待插入节点
    head->next = nullptr;  // 将原链表拆分为已排序和未排序两部分
    
    while (curr != nullptr) {
        ListNode* prev = dummy;
        while (prev->next != nullptr && prev->next->val < curr->val) {
            prev = prev->next;
        }
        
        ListNode* next = curr->next;  // 保存下一个待插入节点
        curr->next = prev->next;
        prev->next = curr;
        curr = next;
    }
    
    ListNode* sortedList = dummy->next;
    delete dummy;
    return sortedList;
}

以上代码中，我们使用了虚拟头节点来简化插入操作，同时将原链表拆分为已排序和未排序两部分。在每次插入操作中，我们通过遍历已排序部分找到合适的位置，并进行插入。

插入排序的时间复杂度为O(n^2)，其中n为链表的长度。由于插入排序是一种稳定的排序算法，适用于链表这种顺序存储结构不便于直接交换元素的情况。

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