单链表的排序算法比较

# 1. 了解单链表

在计算机科学中，单链表是一种常见的数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。单链表具有插入、删除快速的特点，但查找元素的效率较低。基本操作包括插入节点、删除节点、查找节点等。需要注意的是，单链表不支持随机访问，需要从头节点开始逐个遍历。了解单链表的基本操作以及其特性对于后续实现排序算法是非常重要的。在操作单链表时，需要注意节点指针的正确指向，确保数据结构的完整性和正确性。熟练掌握单链表的操作可以为后续学习和应用排序算法打下坚实基础。

# 2. 单链表的常见排序算法

在本章节中，我们将介绍单链表的常见排序算法，包括冒泡排序、插入排序和选择排序。这些排序算法在处理单链表数据时起到重要作用，有助于对链表中的元素进行有序排列。

### 2.1 冒泡排序

冒泡排序是一种基础的排序算法，其原理是多次遍历待排序数据，每次都比较相邻的元素，如果顺序不对则交换位置。通过多次遍历和比较，最大值或最小值会像气泡一样逐渐升至顶端或下沉至底端，达到排序的目的。

def bubble_sort(head):
    current = head
    while current:
        runner = current.next
        while runner:
            if current.value > runner.value:
                current.value, runner.value = runner.value, current.value
            runner = runner.next
        current = current.next

上述代码展示了单链表实现冒泡排序的方式，通过遍历链表并比较相邻元素进行交换，最终完成排序操作。

### 2.2 插入排序

插入排序是一种简单直观的排序算法，其原理是将未排序的元素逐个插入到已排序部分的合适位置。在遍历待排序数据时，将当前元素与已排序元素从后往前比较，找到插入位置并插入。

def insertion_sort(head):
    new_head = Node(None)  # 新链表的头节点
    current = head
    while current:
        next_node = current.next
        prev = new_head
        temp = new_head.next
        while temp and temp.value < current.value:
            prev = temp
            temp = temp.next
        current.next = temp
        prev.next = current
        current = next_node
    return new_head.next

以上展示了在单链表情况下如何实现插入排序。通过遍历待排序链表，将元素逐个插入到新链表的合适位置，最终完成排序。

### 2.3 选择排序

选择排序是一种简单直观的排序算法，其原理是每次从未排序部分选择最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾。通过重复选择最小（或最大）元素并放到已排序部分，最终完成整个数据的排序。

def selection_sort(head):
    current = head
    while current:
        min_nod