Sort List - LeetCode 148

最新推荐文章于 2018-12-14 09:42:34 发布

bu_min

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分类专栏： OJ 文章标签： leetcode 归并排序链表

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本文详细介绍了如何利用归并排序算法对链表进行排序，确保时间复杂度为O(nlogn)，同时保持常数空间复杂度。通过拆分和合并两个有序链表，实现高效排序。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目描述 :
Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity.

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分析：
上一题是用插入排序，时间复杂度是O(N^2),这一题要求的时间复杂度只能是快排，归并，或堆。对于数组来讲，这三个算法都是比较容易实现，但是对于链表，快排不太适合，因为每次只将一个元素放在正确的位置上，然后分割比较麻烦。对排序我还不太熟悉，所以此题用归并排序实现。
拆分两个链表还是使用老掉牙的快慢指针，此处不细说。
归并两个有序链表的时候，只需新建一个链表，然后依次比较两个链表，构造出结果链表。注意处理剩下的元素。

/**/////////////////60ms/*/
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* merge(ListNode *h1, ListNode *h2){ //归并两个有序链表
        if(h1 == NULL)
            return h2;
        if(h2 == NULL)
            return h1;

        ListNode *r, *t;
        if(h1->val <= h2->val){ //将r指向头节点较小的链表，t用于构造r
             r = h1;
             t = r;
             h1 = h1->next;
        }
        else{
            r = h2;
            t = r;
            h2 = h2->next;
        }
        while(h1 && h2){ //遍历两个有序链表
            if(h1->val <= h2->val){ //将当前较小节点添加到r中
               t->next = h1;
               h1 = h1->next;
            }else{
               t->next = h2;
               h2 = h2->next;
            }
            t = t->next; 
        }
        if(h1){ //最后处理多出来的节点
            t->next = h1;
        }
        if(h2)
            t->next = h2;
        return r; //返回结果链表
    }
    ListNode* sortList(ListNode* head){
        if(head == NULL || head->next == NULL) //空链表和只含一个节点的链表
            return head;
        ListNode *s = head;
        ListNode *f = head;
        ListNode *mid; //指向中间元素
        while(f && f->next){ //快慢指针将链表分为两段
            mid = s;
            s = s->next;
            f = f->next->next;
        }
        mid->next = NULL; //拆分
        f = sortList(s); //递归处理右段链表
        s = sortList(head); //递归处理左段链表
        return merge(s,f); //归并两个有序链表
    }
};