148. 排序链表

在 O(n log n) 时间复杂度和常数级空间复杂度下,对链表进行排序。

示例 1:

输入: 4->2->1->3

输出: 1->2->3->4

示例 2:

输入: -1->5->3->4->0

输出: -1->0->3->4->5

PS:

参考:Sort List——经典(链表中的归并排序)

归并排序法:在动手之前一直觉得空间复杂度为常量不太可能,因为原来使用归并时,都是 O(N)的,
需要复制出相等的空间来进行赋值归并。对于链表,实际上是可以实现常数空间占用的(链表的归并
排序不需要额外的空间)。利用归并的思想,递归地将当前链表分为两段,然后merge,分两段的方
法是使用 fast-slow 法,用两个指针,一个每次走两步,一个走一步,知道快的走到了末尾,然后
慢的所在位置就是中间位置,这样就分成了两段。merge时,把两段头部节点值比较,用一个 p 指向
较小的,且记录第一个节点,然后 两段的头一步一步向后走,p也一直向后走,总是指向较小节点,
直至其中一个头为NULL,处理剩下的元素。最后返回记录的头即可。 主要考察3个知识点,
知识点1:归并排序的整体思想
知识点2:找到一个链表的中间节点的方法
知识点3:合并两个已排好序的链表为一个新的有序链表
/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution { public ListNode sortList(ListNode head) {
return head == null ? null : mergeSort(head);
} private ListNode mergeSort(ListNode head) {
if (head.next == null) {
return head;
}
ListNode p = head, q = head, pre = null;
while (q != null && q.next != null) {
pre = p;
p = p.next;
q = q.next.next;
}
pre.next = null;
ListNode l = mergeSort(head);
ListNode r = mergeSort(p);
return merge(l, r);
} ListNode merge(ListNode l, ListNode r) {
ListNode dummyHead = new ListNode(0);
ListNode cur = dummyHead;
while (l != null && r != null) {
if (l.val <= r.val) {
cur.next = l;
cur = cur.next;
l = l.next;
} else {
cur.next = r;
cur = cur.next;
r = r.next;
}
}
if (l != null) {
cur.next = l;
}
if (r != null) {
cur.next = r;
}
return dummyHead.next;
}
}

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