[LeetCode]Sort List

Question
Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity.

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本题难度Medium。

归并

【复杂度】
时间 O(Nlog(N)) 空间 O(1)

【思路】
题目要求时间复杂度O(Nlog(N)) 常数空间。对于单向链表适合用归并排序，双向链表适合用快速排序。

【注意】

1. 第4行的检测是不可或缺的，否则会造成快慢法以及第12行出现”NullPoint”错误：

if(head==null||head.next==null)return head;

1. 第12行对链表的剪断也是必须的，否则子链表的排序将会越界。

//cut off the 2 lists
fast=slow;slow=slow.next;fast.next=null;

【代码】

public class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        //require
        if(head==null||head.next==null)return head;
        //find the middle node
        ListNode fast=head,slow=head;
        while(fast.next!=null&&fast.next.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
        }
        //cut off the 2 lists
        fast=slow;slow=slow.next;fast.next=null;
        //invariant
        ListNode l1=sortList(head),l2=sortList(slow);
        return mergeList(l1,l2);
    }
    private ListNode mergeList(ListNode l1,ListNode l2){
        //require
        ListNode fake=new ListNode(0),cur=fake;
        //invariant
        while(l1!=null&&l2!=null){
            if(l1.val<l2.val){
                cur.next=l1;
                l1=l1.next;
            }else{
                cur.next=l2;
                l2=l2.next;
            }
            cur=cur.next;
        }
        if(l1==null)cur.next=l2;
        else        cur.next=l1;
        //ensure
        return fake.next;
    }
}