[LeetCode]Sort List

题目描述

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

以时间复杂度为O(n log n)和常量空间复杂度对链表进行排序。

解题思路

归并排序法：

利用归并的思想，递归地将当前链表分为两段，然后merge，分两段的方法是使用 fast-slow 法，用两个指针，一个每次走两步，一个走一步，直到快的走到了末尾，然后慢的所在位置就是中间位置，这样就分成了两段。merge时，把两段头部节点值比较，用一个 p 指向较小的，且记录第一个节点，然后 两段的头一步一步向后走，p也一直向后走，总是指向较小节点，直至其中一个头为NULL，处理剩下的元素。最后返回记录的头即可。

代码

public ListNode sortList(ListNode head) {
		// 一个元素的情况
		if (head == null || head.next == null)
			return head;
		return mergeSort(head);
	}

	/**
	 * 归并排序
	 * 
	 * @param head
	 * @return
	 */
	public ListNode mergeSort(ListNode head) {
		// 一个元素的情况
		if (head == null || head.next == null)
			return head;

		ListNode fastNode = head;
		ListNode slowNode = head;
		ListNode preNode = null;

		// 划分链表为两部分
		while (fastNode != null && fastNode.next != null) {
			fastNode = fastNode.next.next;
			preNode = slowNode;
			slowNode = slowNode.next;
		}
		if (preNode != null) {
			preNode.next = null;
		}
		ListNode leftHalf = mergeSort(head);// 递归左半段
		ListNode rightHalf = mergeSort(slowNode);// 递归右半段
		return merge(leftHalf, rightHalf); // 归并
	}

	/**
	 * 归并两个已排好序的链表
	 * 
	 * @param left
	 * @param right
	 * @return
	 */
	public ListNode merge(ListNode left, ListNode right) {
		ListNode tempNode = new ListNode(0);
		ListNode newHead = tempNode;// 新建一个虚拟头节点
		while (left != null && right != null) {
			if (left.val <= right.val) {
				newHead.next = left;
				left = left.next;
			} else {
				newHead.next = right;
				right = right.next;
			}
			newHead = newHead.next;
		}

		if (left != null) {
			newHead.next = left;
		} else {
			newHead.next = right;
		}

		newHead = tempNode.next;
		tempNode.next = null;
		tempNode = null;
		return newHead;
	}

	class ListNode {
		int val;
		ListNode next;

		ListNode(int x) {
			val = x;
			next = null;
		}
	}