Sort List (leetcode)

最新推荐文章于 2019-03-14 09:56:57 发布

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本文详细介绍了如何利用归并排序算法对单链表进行排序，实现时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为常数级别的高效排序过程。通过快慢指针定位链表中点，进而递归地对链表进行分割、排序和合并操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

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

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

使用归并排序对单链表进行排序，

1> 首先使用快慢指针得到单链表的中间位置, 将单链表分成两部分。

比如原单链表是 1 -> 6 -> 4 ->3 -> 5 ->2；

分割后变成 1 -> 6 -> 4 和 3 -> 5 ->2 两个链表。

2> 分别对分割后的两个链表进行排序。

for example: 1->4->6, 和 2 -> 3 -> 5

3> 对已经排好序的两个单链表进行合并操作。

code：

/**
 * 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) {
        //using merge sort method to sort the singly-linked list
		if (!head || !head->next) {
			return head;
		}
		//split the list into two lists, for example:
		// 1 -> 4 -> 6 ->3 -> 5 ->2 will be splited into 
		// 1 -> 4 -> 6 and 3 -> 5 -> 2.
		ListNode *mid = getMiddle(head);
		ListNode * head_second_list = mid->next;
		mid->next = NULL;
		
		return mergeTwoLists(sortList(head), sortList(head_second_list));
    }
    
    ListNode *mergeTwoLists(ListNode *list_1, ListNode *list_2) {
		// now list_1 and list_2 are ordered lists
		if (!list_1) {
			return list_2;
		}
		if (!list_2) {
			return list_1;
		}
		ListNode *head = NULL;
		ListNode *tail = NULL;
		// set the head 
		if (list_1->val < list_2->val) {
			head = list_1;
			list_1 = list_1->next;
		} else {
			head = list_2;
			list_2 = list_2->next;
		}
		tail = head;
        //start merge the two lists
		while (list_1 && list_2) {
			if (list_1->val < list_2->val) {
				tail->next = list_1;
				list_1 = list_1->next;
			} else {
				tail->next = list_2;
				list_2 = list_2->next;
			}
			tail = tail->next;
		}
		
		if (list_1) {
			tail->next = list_1;
		}
		if (list_2){
			tail->next = list_2;
		}
		return head;
    }
    
    ListNode * getMiddle(ListNode *head) 
	{
	    //get the middle of list
		if (!head || !head->next) {
			return head;
		}
		ListNode *slow = head;
		ListNode *fast = head;
		while ((fast->next != NULL) && (fast->next->next != NULL)) {
			fast = fast->next->next;
			slow = slow->next;
		}
		return slow;
	}