LeetCode - Sort List

最新推荐文章于 2019-03-14 09:59:03 发布

chilakaka

最新推荐文章于 2019-03-14 09:59:03 发布

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分类专栏： leetcode 文章标签： Linked List Sort

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本文详细介绍了如何利用快速排序算法对链表进行排序，确保时间复杂度为O(n log n)，同时保持常数空间复杂度。通过定义partition函数，实现链表节点的高效排序，并特别关注了处理链表末尾元素的技巧，以避免不必要的错误。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

https://leetcode.com/problems/sort-list/

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

这道题按题目要求就只能用quicksort了，mergesort是需要O(n)额外空间的哈。

先定义partition代码：

以tail的值为seed，比seed小的放左边，比seed大的放右边，最后seed的值和比seed大的这部分里面第一个node交换，保证middle node的值是seed，但是因为在list里面求previous是比较难的，所以返回的不是值为seed的middle node，而是middle node的前一个node, premiddle。

因此下一轮就是

quicksort(head, premiddle);

quickSort(premiddle.next.next, tail);

需要注意的情况是，当中值左边没有的时候，也就是上一次partition中没有比seed小的值时，这时的premiddle返回的是head,也是真正的middle，所以后半部分排序应该是quickSort(premiddle.next, tail).

当中值右边没有值时，也就是上一次partition中没有比seed大的值时，这里的premiddle是tail前一个node，middle还是tail，但是这时的premiddle.next.next就是不属于当前排序范围了，所以这种情况下就不用排后半部分了。

总之因为Linkedlist排序不像array那样可以比较head,tail的下标，所以在原array中 head>tail可以一下判断出不用再排了，但是在List中head就算到了tail后面，它也可能是个valid的node, 需要考虑这种情况，再处理。

在下面代码的partition函数中，less是middle，pre是premiddle。

代码里面全是值交换，不是node交换，因为node交换需要一个非常完善的swap()函数，容易错。。。不过下次可以试下用node交换。

public class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        if(head==null || head.next==null) return head;
        ListNode tail = head;
        while(tail.next!=null) tail = tail.next;
        quickSort(head, tail);
        return head;
    }
    
    public void quickSort(ListNode head, ListNode tail){
        if(head == tail || head==null || tail==null) return;
        ListNode premiddle = partition(head, tail);
        
        if(premiddle!=head) quickSort(head, premiddle);
        if(premiddle == head) quickSort(premiddle.next, tail);
        else if(premiddle.next!=tail && premiddle.next.next!=tail) quickSort(premiddle.next.next, tail);
    }
    
    public ListNode partition(ListNode head, ListNode tail) {
        int x = tail.val;
        if(head==tail || head==null || head.next==null) return head;
        ListNode traverse = head;
        ListNode pre = head;
        ListNode less = head;
        while(traverse!=tail){
            if(traverse.val < x){
                int tmp = less.val;
                less.val = traverse.val;
                traverse.val = tmp;
                pre = less;
                less = less.next;
            }
            traverse = traverse.next;
        }
        int tmp = less.val;
        less.val = tail.val;
        tail.val = tmp;
        return pre;
    }
}