在C＃中的雙鏈表中交換節點

Question

我正在嘗試使用冒泡排序對雙向鏈表進行排序。 我自己編寫了雙重鏈表類。 節點包含四個值（firstName，lastName，Id和department）。

以下是我試圖用來對列表進行排序的方法（我正在使用Windows窗體，並從窗體中調用sortList方法）。

K和I是doubleLinkedList類的節點。

public DoubleLinkedList sortList(ref DoubleLinkedList toSort)
{
  for (toSort.K = toSort.First; toSort.K != endOfTheList(toSort.First); toSort.K = toSort.K.NextLink)
  {
    for(toSort.I = toSort.K.NextLink; toSort.I != endOfTheList(toSort.First); toSort.I = toSort.I.NextLink)
    {
      if (string.Compare(toSort.K.Department, toSort.I.Department) > 0)
      {
        MessageBox.Show(toSort.ToString());
        swap( toSort, toSort.K, toSort.I);
      }
    }
  }

  MessageBox.Show("List is sorted");
  MessageBox.Show(this.ToString());
  return toSort;
}

public void swap(DoubleLinkedList swapList, Node _k, Node _i)
{
    MessageBox.Show("Swapping " + swapList.K.ToString() + "for" + swapList.I.ToString());

    Node temp = _k;
    swapList.K = _i;
    swapList.I = temp;
    MessageBox.Show(swapList.K.ToString() + swapList.I.ToString());
    MessageBox.Show(swapList.ToString());
}

第二個最后一個消息框顯示方法中已交換節點K和節點I的firstName，lastName，Id和部門，但實際上在doublelinkedlist中尚未交換它們。

如果有人可以建議我如何更改這些方法以實際交換列表中的值，將不勝感激。 我在網上找到了示例，但是它們使用的是LinkedList<>類，我真的很想使用自己的類。

例如：節點K = Michelle Sellers，12號，銷售節點I = Nick Hodges，22號，客戶

使用交換方法后，K =尼克·霍奇斯（No22），帳戶，I =米歇爾·塞勒斯（Michelle Sellers），第12，銷售，但在實際列表中未交換節點。

Answer 1

彼此相鄰交換節點

由於您使用BubbleSort，因此我將假設您要交換的兩個節點彼此相鄰 。 這是一個假設：如果不成立； 問題比較復雜。

假設您有一個雙向鏈接列表，如下所示：

First                      Last
|                          |
v                          v
+---+ -> +---+ -> +---+ -> +---+
| 1 |    | 4 |    | 2 |    | 5 |
+---+ <- +---+ <- +---+ <- +---+

用->和<-鏈接到NextLink和PrevLink 。 現在我們想例如將節點交換為4和2 ，則列表將如下所示：

First                      Last
|                          |
v                          v
+---+ -> +---+ -> +---+ -> +---+
| 1 |    | 2 |    | 4 |    | 5 |
+---+ <- +---+ <- +---+ <- +---+

因此，現在我們應該問自己：“發生了什么變化”：我們看到了很多變化：

• 節點1的NextNode現在是節點2；
• 節點2的NextNode現在是節點4；
• 現在節點4的NextNode是節點5；
• 節點5的PrevNode現在是節點4；
• 節點4的PrevNode現在是節點2； 和
• 節點2的PrevNode現在是節點1。

此外，如果要交換的節點之一是第first節點或last節點，那么我們也必須更新這些指針。 在那種情況下，通常沒有節點4的前一個節點（如果節點4是start節點），或者沒有節點2下一個節點（如果節點2是最后一個節點）。 因此，有很多情況。 當然，這取決於鏈接列表是否具有對第first和/或last節點的引用。

因此，我們可以編寫如下算法：

public void swap(DoubleLinkedList swapList, Node i, Node j) {
    Node h = i.PrevNode;
    Node k = j.NextNode;
    if(swapList.First == i) {
        swapList.First = j;
    }
    if(h != null) {
        h.NextNode = j;
    }
    j.PrevNode = h;
    j.NextNode = i;
    i.PrevNode = j;
    i.NextNode = k;
    if(k != null) {
        k.PrevNode = i;
    }
    if(swapList.Last == j) {
        swapList.Last = i;
    }
}

交換兩個隨機節點

如果節點是隨機的，則問題更加嚴重。 在這里，我們考慮將節點b與節點f交換的場景：

     -> +---+ -> +---+ -> +---+ ->       -> +---+ -> +---+ -> +---+ ->
...     | a |    | b |    | c |     ...     | e |    | f |    | g |     ...
     <- +---+ <- +---+ <- +---+ <-       <- +---+ <- +---+ <- +---+ <- 

如果我們想用f交換b ，我們將必須：

• 讓a的NextNode為f ;
• 讓f的NextNode為c ;
• 讓e的NextNode為b ;
• 令b的NextNode為g ;
• 讓c的PrevNode為f ;
• 設f的PrevNode為a ;
• 讓g的PrevNode為b ; 和
• 令b的PrevNode為e 。

因此我們可以像這樣實現：

public void swap(DoubleLinkedList swapList, Node b, Node f) {
    Node a = b.PrevNode;
    Node c = b.NextNode;
    Node e = f.PrevNode;
    Node g = f.NextNode;


    if(swapList.First == b) {
        swapList.First = f;
    } else if(swapList.First == f) {
        swapList.First = b;
    }

    if(a != null) {
        a.NextNode = f;
    }
    f.PrevNode = a;
    f.NextNode = c;
    if(c != null) {
        c.PrevNode = f;
    }

    if(e != null) {
        e.NextNode = b;
    }
    b.PrevNode = e;
    b.NextNode = g;
    if(g != null) {
        g.PrevNode = b;
    }

    if(swapList.Last == b) {
        swapList.Last = f;
    } else if(swapList.Last == f) {
        swapList.Last = b;
    }
}