LootCode-链表排序-Java
链表排序
0.来源
来源:力扣(LeetCode)
题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/sort-list
1.题目描述
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。
2.测试用例
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
3.解题思路
3.1 总体思路
看到链表排序,给我的第一个反应就是应该是能实现,主要是我对这题有解题的思路,先不说时间复杂度和空间复杂度什么的,我感觉选择排序或者是插入排序应该都能实现对链表的排序
Talk is cheap show me the code..
好吧,上伪代码.(由于我主要用的是Java编程,所以就用Java 来实现了)
while(没有到最后一个节点){
Node cursorNode = currentNode.next;
while( cursorNode != null){
把找到比第一层循环节点的小的节点与它进行交换
cursorNode = cursorNode.next;
}
}
大概就是这样 ,和 选择排序实现差不多。
但是看题目: 需要时间复杂度 O(n log n) 还有 常数级别的空间复杂度,这个需要的时间复杂度,让我想起了归并排序,一看是也是没有想通,但是看了遍数组的归并排序和LeetCode上大佬们的题解就清晰思路了,下面是归并排序的基本思路
3.2归并排序思路说明
3.2.1 基本思想
总体概括就是从上到下递归拆分,然后从下到上逐步合并。
- 递归拆分:
先把待排序数组分为左右两个子序列,再分别将左右两个子序列拆分为四个子子序列,以此类推直到最小的子序列元素的个数为两个或者一个为止。
- 逐步合并:
将最底层的最左边的一个子序列排序,然后将从左到右第二个子序列进行排序,再将这两个排好序的子序列合并并排序,然后将最底层从左到右第三个子序列进行排序..... 合并完成之后记忆完成了对数组的排序操作(一定要注意是从下到上层级合并,可以理解为递归的层级返回)
3.2.2 算法步骤
- 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列;
- 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置;
- 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置;
- 重复步骤 3 直到某一指针达到序列尾;
- 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾。
3.2.3 动态演示
3.2.4 算法特性
和选择排序一样,归并排序的性能不受输入数据的影响,但表现比选择排序好的多,因为始终都是 O(nlogn) 的时间复杂度。代价是需要额外的内存空间。
3.2.5 代码展示
/**
* 递归拆分
* @param arr 待拆分数组
* @param left 待拆分数组最小下标
* @param right 待拆分数组最大下标
*/
public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
int mid = (left + right) / 2; // 中间下标
if (left < right) {
mergeSort(arr, left, mid); // 递归拆分左边
mergeSort(arr, mid + 1, right); // 递归拆分右边
sort(arr, left, mid, right); // 合并左右
}
}
/**
* 合并两个有序子序列
* @param arr 待合并数组
* @param left 待合并数组最小下标
* @param mid 待合并数组中间下标
* @param right 待合并数组最大下标
*/
public static void sort(int[] arr, int left, int mid, int right) {
int[] temp = new int[right - left + 1]; // 临时数组,用来保存每次合并年之后的结果
int i = left;
int j = mid + 1;
int k = 0; // 临时数组的初始下标
// 这个while循环能够初步筛选出待合并的了两个子序列中的较小数
while (i <= mid && j <= right) {
if (arr[i] <= arr[j]) {
temp[k++] = arr[i++];
} else {
temp[k++] = arr[j++];
}
}
// 将左边序列中剩余的数放入临时数组
while (i <= mid) {
temp[k++] = arr[i++];
}
// 将右边序列中剩余的数放入临时数组
while (j <= right) {
temp[k++] = arr[j++];
}
// 将临时数组中的元素位置对应到真真实的数组中
for (int m = 0; m < temp.length; m++) {
arr[m + left] = temp[m];
}
}
3.3链表使用归并排序注意点
1.找到中间节点
解: 这个方法是使用 【slow fast 快慢双指针】 来完成的,听起来是挺高大上的,其实原理特别简单,就是一个每次向后挪动一个、另一个向后挪动两个,肯定是快指针的先到最后,而且是慢指针的二倍。 这就和跑步一样,如果一个人的速度是你的二倍,在相同时间内,他的路程肯定是你的二倍。
中间节点也根据节点个数来分开,如果是奇数个,中间节点就是中间,如果是偶数个中间节点就是中间位置的前一个节点 ,其实 把慢指针当作中间节点就可以了。
2.从中间节点断开,然后分别用这两个链表进行排序
如何断开: 就是将 slow指针的next节点用一个节点给保存下来当作右边链表的开始节点,并将slow指针的next设置成 null
4.代码实现
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) {
val = x;
}
}
public class LinkListSort {
public static ListNode sortList(ListNode head) {
// 设置递归终止条件:如果是一个节点,或者是 null 就可以返回
if ( head == null || head.next == null)
{
return head;
}
// 通过 快慢双指针 来寻找链表分割的点
ListNode slowNode = head;
ListNode fastNode = head.next;
while (fastNode!=null && fastNode.next!=null)
{
slowNode = slowNode.next;
fastNode = fastNode.next.next;
}
// 设置右部分链表的开始部分
ListNode temp = slowNode.next;
// 从中间断开链表
slowNode.next = null;
ListNode leftNode = sortList((ListNode) head);
ListNode rightNode = sortList((ListNode) temp);
//设置一个新的头节点来保存排序后的效果
ListNode cursorNode = new ListNode(0);
ListNode resNode = cursorNode;
// 对两个链表进行排序
while ( leftNode!=null && rightNode!=null)
{
if(leftNode.val < rightNode.val)
{
cursorNode.next= leftNode;
leftNode = leftNode.next;
}else{
cursorNode.next = rightNode;
rightNode = rightNode.next;
}
// 将指针节点向后移动
cursorNode = cursorNode.next;
}
// 判断两条链表是否循环到结尾,如果没循环到结尾将未循环完的挂在上面
cursorNode.next = leftNode == null ? rightNode : leftNode;
return resNode.next;
}
public static void main(String[] args) {
ListNode head = new ListNode(4);
ListNode a = new ListNode(2);
ListNode b = new ListNode(1);
ListNode c = new ListNode(3);
head.next =a;
head.next.next = b;
head.next.next.next=c;
ListNode listNode = sortList2( head);
while ( listNode!=null )
{
System.out.print(listNode.val+" ");
listNode = listNode.next;
}
}
}
5.总结
1. 学习到了slow 和 fast 双指针,
2. 还有归并排序在指针上面使用的优点,不用在申请空间了,没有数组那么浪费空间,简直就是给链表量身定做的排序算法。
LootCode-链表排序-Java的更多相关文章
- 常见的链表排序(Java版)
上篇博客中讲解了九大内部排序算法,部分算法还提供了代码实现,但是那些代码实现都是基于数组进行排序的,本篇博客就以链表排序实现几种常见的排序算法,以飨读者. 快速排序的链表实现 算法思想:对于一个链表, ...
- 148. Sort List (java 给单链表排序)
题目:Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity. 分析:给单链表排序,要求时间复杂度是O(nlogn) ...
- 算法是什么(二)手写个链表(java)
算法是什么(二)手写个链表(java) liuyuhang原创,未经允许禁止转载 目录 算法是什么(〇) 很多语言的API中都提供了链表实现,或者扩展库中实现了链表. 但是更多的情况下,Map(或 ...
- 希尔排序及希尔排序java代码
原文链接:http://www.orlion.ga/193/ 由上图可看到希尔排序先约定一个间隔(图中是4),然后对0.4.8这个三个位置的数据进行插入排序,然后向右移一位对位置1.5.9进行插入排序 ...
- C语言 链表的使用(链表的增删查改,链表逆转,链表排序)
//链表的使用 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include< ...
- c语言:链表排序, 链表反转
下面将实现链表排序的排序和遍历显示功能: 所定义的链表结构如下: head -> p1 -> p2 ->p3 ->....->pn; head的本身不作为数据节点,hea ...
- 链表插入和删除,判断链表是否为空,求链表长度算法的,链表排序算法演示——C语言描述
关于数据结构等的学习,以及学习算法的感想感悟,听了郝斌老师的数据结构课程,其中他也提到了学习数据结构的或者算法的一些个人见解,我觉的很好,对我的帮助也是很大,算法本就是令人头疼的问题,因为自己并没有学 ...
- 【模板小程序】链表排序(qsort/insert_sort/merge_sort)
前言 本文章整理了链表排序的三种方法,分别是快速排序.插入排序.归并排序.为适应不同用途,先给出常用的int版本,再在此基础上抽象出类模板. 目录 一.针对整数的版本(常用) 文中链表定义 链表相关操 ...
- 线性表概述及单链表的Java实现
一.线性表概述 线性表是指一组数据元素之间具有线性关系的元素序列,它表现为:除第一个元素没有直接前驱元素.最后一个元素没有直接后继元素外,其余所有元素都有且仅有一个直接前驱元素和直接后继元素. 根据存 ...
随机推荐
- 监控系统负载与CPU、内存、硬盘、登录用户数,超出警戒值则发邮件告警。
zzx@zzx:~$ cat warning.sh #!/bin/bash #监控系统负载与CPU.内存.硬盘.登录用户数,超出警戒值则发邮件告警. 前提安装mail服务nh=`uname -r ...
- POJ 3784 Running Median【维护动态中位数】
Description For this problem, you will write a program that reads in a sequence of 32-bit signed int ...
- code force 1228C
算是一题普通数论+思维题吧. 大概很多人是被题意绕晕了. 思路: 首先常规操作求出X的质因子. 然后题目要求的是,X的每个质因子p,在g(i,p)的连乘.i∈[1,n]: 我们转换下思维,不求每一个g ...
- centos系统将shell脚本改成systemctl启动的形式
说明: CentOS 7的服务systemctl脚本存放在:/usr/lib/systemd/,有系统(system)和用户(user)之分,像需要开机不登陆就能运行的程序,就将程序存在系统服务里,即 ...
- LCIS HDU - 3308 (线段树区间合并)
LCIS HDU - 3308 Given n integers. You have two operations: U A B: replace the Ath number by B. (inde ...
- malloc函数、calloc函数和free函数
malloc函数和free函数 malloc函数原型:void *malloc(long NumBytes) malloc原型说明:mallco函数在堆分配了NumBytes个字节的内存空间,用来存放 ...
- c语言:自增自减运算符的操作详解
博主在回忆c语言的基本知识时,突然发现自增自减运算符(--.++)这个知识点有些模糊不清,故博主为了给同为小白的同学们提供一些经验,特写下这篇文章. 首先,自增自减运算符共有两种操作方式. 比如,我先 ...
- spring容器抽象的具体实现
1.BeanFactory 接口与 ApplicationContext 接口 (1)spring 提供了两种类型的IOC容器实现.BeanFactory 和 ApplicationContext ( ...
- java 实现递归实现tree(2)
import com.google.common.collect.Lists; import org.springframework.cglib.beans.BeanCopier; import ja ...
- Android studio中2种build.gradle文件介绍
根目录下的build.gradle通常不需要修改这个文件中的内容,除非需要添加一些全局的项目构建配置 buildscript { repositories { google() //声明代码托管仓库G ...