148. Sort List

最新推荐文章于 2021-05-19 13:46:29 发布

原创最新推荐文章于 2021-05-19 13:46:29 发布 · 328 阅读

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#leetcode #LinkedList #merge sort #链表 #递归

本文介绍了一种在O(n log n)时间内使用常数空间复杂度对链表进行排序的方法。通过递归地将链表分成越来越小的部分直至只剩两个节点，对这些小链表排序后再进行归并，最终实现整个链表的排序。

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

Example

Given 1->3->2->null, sort it to 1->2->3->null.

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为了更加清晰的说明这个过程，我觉得换一个比较复杂的例子

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

Example: Given 3 -> 2 -> 4-> 1 -> 5 -> NULL, sotr it to 1 -> 2-> 3-> 4-> 5-> NULL.

思路：如果链表只有两个节点，只要判断两个节点的大小，如果需要就呼唤位置组成新的链表即可；如果链表有四个节点，就分成两组，每组分别有两个节点，然后应用当只有两个节点的时候的情况，因为只有两个节点时，链表已经被排序，有四个节点的时候，最后会得到两个已经排序的链表，然后把他们在归并起来。

所以，将特殊情况发展到一般情况，就是先要把链表分成两部分，然后再把每一部分继续划分成更小的部分，直到变成仅有两个节点的情况，然后对他们进行排序，因为此时每个划分成最小的链表也至多两个节点，比较好排序，最后把排好的小链表一个一个合起来，组成原来的规模。

我们的任务：1，划分链表，2，排序，3，归并。

上代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* sortList(ListNode* head) {
        if (head == NULL || head->next == NULL) {
            return head;
        }
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        while (fast->next != NULL && fast->next->next != NULL) {
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
        }
        fast = slow->next;
        slow->next = NULL;
        ListNode* l1 = sortList(head);
        ListNode* l2 = sortList(fast);
        head = mergeList(l1, l2);
        return head;
    }
    ListNode* mergeList(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        if (l1 == NULL) return l2;
        if (l2 == NULL) return l1;
        ListNode* dummy = new ListNode(0);
        ListNode* temp = dummy;
        while (l1 != NULL && l2 != NULL) {
            if (l1->val < l2->val) {
                temp->next = l1;
                l1 = l1->next;
            } else {
                temp->next = l2;
                l2 = l2->next;
            }
            temp = temp->next;
        }
        if (l1 != NULL) temp->next = l1;
        if (l2 != NULL) temp->next = l2;
        return dummy->next;
    }
};