实现时间复杂度为O（nlogn）的链表排序算法

简介

链表排序是一道常见的关于链表的算法题，往往我们会使用冒泡排序或者选择排序这两种算法来解决这个问题。但是它们的时间复杂度是O（n²），效率不高。所以今天我们要实现时间复杂度O（nlogn）的算法就不能再选择这两种排序算法。而满足这个时间复杂度的排序算法只有快速排序，堆排序和归并排序。但是因为快排和堆排是不稳定的，所以我选择了归并排序算法来实现链表排序问题。

关于归并排序我以前写过一篇博客，里面介绍了它的算法思想：http://blog.youkuaiyun.com/mbuger/article/details/65451607

下面给出代码实现

class ListNode 
{//结构定义
public:
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int val) 
    {
        this->val = val;
        this->next = NULL;
    }   
};

ListNode* SortList(ListNode* head)
{
    if (head == NULL || head->next == NULL)
        return head;

    ListNode* fast;
    ListNode* slow;

    while (fast->next != NULL && fast->next->next != NULL)
    {//通过快慢指针法寻找中间结点
        fast = fast->next;
        fast = fast->next;
        slow = slow->next;
    }

    ListNode* mid = slow->next;
    slow->next == NULL;//把链表拆分开为两个链表

    //分治思想，递归
    ListNode* list1 = SortList(head);
    ListNode* list2 = SortList(mid);

    ListNode* sorted = Merge(list1, list2);
    return sorted;
}

ListNode* Merge(ListNode* list1, ListNode* list2)
{//合并
    if (list1 == NULL)
        return list2;
    if (list2 == NULL)
        return list1;

    ListNode* head;
    ListNode* tmp;

    if (list1->val < list2->val)
    {
        head = list1;
        list1 = list1->next;
    }
    else
    {
        head = list2;
        list2 = list2->next;
    }

    tmp = head;

    while (list1 && list2)
    {
        if (list1->val < list2->val)
        {
            tmp->next = list1;
            tmp = tmp->next;
            list1 = list1->next;
        }
        else
        {
            tmp->next = list2;
            tmp = tmp->next;
            list2 = list2->next;
        }
    }

    if (list1 == NULL)
    {
        tmp->next = list2;
    }
    if (list2 == NULL)
    {
        tmp->next = list1;
    }

    return head;
}