将单向链表按某值划分成左边小、中间相等、右边大的形式

本文介绍了一种单向链表的划分算法,该算法能够将链表按给定值pivot划分为三部分:小于pivot的节点在左,等于pivot的节点在中,大于pivot的节点在右。同时提供了两种解决方案,一种使用了额外的空间,另一种则在O(N)的时间复杂度和O(1)的空间复杂度下完成任务,并保持各部分内部节点的原始顺序。

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将单向链表按某值划分成左边小、中间相等、右边大的形式
【题目】 给定一个单向链表的头节点head,节点的值类型是整型,再给定一个整 数pivot。实现一个调整链表的函数,将链表调整为左部分都是值小于 pivot的节点,中间部分都是值等于pivot的节点,右部分都是值大于 pivot的节点。除这个要求外,对调整后的节点顺序没有更多的要求。 例如:链表9->0->4->5-1,pivot=3。 调整后链表可以是1->0->4->9->5,也可以是0->1->9->5->4。总之,满 足左部分都是小于3的节点,中间部分都是等于3的节点(本例中这个部分为空),右部分都是大于3的节点即可。对某部分内部的节点顺序不做要求。

进阶: 在原问题的要求之上再增加如下两个要求。在左、中、右三个部分的内部也做顺序要求,要求每部分里的节点从左到右的顺序与原链表中节点的先后次序一致。 例如:链表9->0->4->5->1,pivot=3。
调整后的链表是0->1->9->4->5。 在满足原问题要求的同时,左部分节点从左到右为0、1。在原链表中也是先出现0,后出现1;中间部分在本例中为空,不再讨论;右部分节点 从左到右为9、4、5。在原链表中也是先出现9,然后出现4,最后出现5。
如果链表长度为N,时间复杂度请达到O(N),额外空间复杂度请达到O(1)。

public class SmallerEqualBigger {
	public static class Node {
		public int value;
		public Node next;

		public Node(int value) {
			this.value = value;
		}
	}

	public static Node listPartition1(Node head, int pivot) {
		if (head == null) {
			return head;
		}
		Node cur = head;
		int i = 0;
		while (cur != null) {
			i++;
			cur = cur.next;
		}
		Node[] nodeArr = new Node[i];
		i = 0;
		cur = head;
		for (i = 0; i != nodeArr.length; i++) {
			nodeArr[i] = cur;
			cur = cur.next;
		}
		arrPartition(nodeArr, pivot);
		for (i = 1; i != nodeArr.length; i++) {
			nodeArr[i - 1].next = nodeArr[i];
		}
		nodeArr[i - 1].next = null;
		return nodeArr[0];
	}

	public static void arrPartition(Node[] nodeArr, int pivot) {
		int small = -1;
		int big = nodeArr.length;
		int index = 0;
		while (index != big) {
			if (nodeArr[index].value < pivot) {
				swap(nodeArr, ++small, index++);
			} else if (nodeArr[index].value == pivot) {
				index++;
			} else {
				swap(nodeArr, --big, index);
			}
		}
	}

	public static void swap(Node[] nodeArr, int a, int b) {
		Node tmp = nodeArr[a];
		nodeArr[a] = nodeArr[b];
		nodeArr[b] = tmp;
	}
//进阶解法:遍历链表,将链表分为三段:小于pivot的,等于pivot的,大于pivot的,最后再将链表重新连接
	public static Node listPartition2(Node head, int pivot) {
		Node sH = null;
		Node sT = null;
		Node eH = null;
		Node eT = null;
		Node bH = null;
		Node bT = null;
		Node next = null;
		while (head != null) {
			next = head.next;
			head.next = null;
			if (head.value < pivot) {
				if (sH == null) {
					sH = head;
					sT = head;
				} else {
					sT.next = head;
					sT = head;
				}
			} else if (head.value == pivot) {
				if (eH == null) {
					eH = head;
					eT = head;
				} else {
					eT.next = head;
					eT = head;
				}
			} else {
				if (bH == null) {
					bH = head;
					bT = head;
				} else {
					bT.next = head;
					bT = head;
				}
			}
			head = next;
		}
        //将链表重新连接
		if (sT != null) {
			sT.next = eH;
			eT = eT == null ? sT : eT;
		}
		if (eT != null) {
			eT.next = bH;
		}
		return sH != null ? sH : eH != null ? eH : bH;
	}
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