[牛客经典必刷算法题] LC4-链表排序

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题目描述

在O(n log n)的时间内使用常数级空间复杂度对链表进行排序。

示例

输入
{30,20,40}
 
返回值
{20,30,40}

思路

题目要求复杂度为O(nlogn), 故可以考虑归并排序的思想。

归并排序算法描述：

• 步骤一：将待排序数组（链表）取中点并一分为二；
• 步骤二：递归地对左半部分和右半部分进行归并排序；
• 步骤三：将两个部分进行合并（merge）,得到结果。

解答

import java.util.*;

/*
 * public class ListNode {
 *   int val;
 *   ListNode next = null;
 * }
 */

public class Solution {
    /**
     * 
     * @param head ListNode类 
     * @return ListNode类
     */
    public ListNode sortList (ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null) return head;
        
        // 快慢指针，slow到达中间，fast到达末尾
        ListNode slow = head, fast = head.next;
        while(fast != null && fast.next != null){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        
        ListNode right = sortList(slow.next);
        slow.next = null;
        ListNode left = sortList(head);
        return merge(left, right);
    }
    
    ListNode merge(ListNode left, ListNode right){
        if(left == null) return right;
        if(right == null) return left;
        
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode head = dummy;
        
        while(left != null && right != null){
            if(left.val > right.val){
                head.next = right;
                right = right.next;
            }
            else {
                head.next = left;
                left = left.next;
            }
            head = head.next;
        }
        if(left != null) head.next = left;
        if(right != null) head.next = right;
        return dummy.next;
    }
}