链表--sort-list

最新推荐文章于 2022-04-28 23:03:43 发布

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#链表 #归并排序 #有序链表合并 #查找链表中间元素

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该博客围绕链表的归并排序展开，给出了在 O(n log n) 时间复杂度和常数空间复杂度下对链表排序的题目。通过代码展示了如何找到链表中间位置，以及合并两个有序链表的方法，最终实现链表的归并排序。

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

/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
//数组存储的归并排序时间复杂度O（nlogn）空间复杂度 O（n）
//链表存储的归并排序时间复杂度O（nlogn）空间复杂度 O（1）
//找到链表中间位置
ListNode *find_middle(ListNode *head)
{
//使用快，慢指针的方法：慢指针走一步，快指针走两步
ListNode *slow = head;
ListNode *fast = head;
//三个条件都满足才能行，否则对于两个元素不能平分
while(fast != NULL && fast->next != NULL && fast->next->next != NULL)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
return slow;
}
//合并两个有序链表：前提是两个链表本身必须有序
ListNode *merge_list(ListNode *arg_left, ListNode *arg_right)
{
if(arg_right == NULL)
{
return arg_left;
}
//左链表当前节点的上一个节点
ListNode *pre_left = arg_left;
ListNode *left = arg_left;
ListNode *right = arg_right;
while(left != NULL && right != NULL)
{
if(left->val > right->val)
{
//为减少内存开辟，直接将右链表小值插入左链表中
if(left == arg_left)
{
arg_left = right;
ListNode *tmp_right = right;
right = right->next;
tmp_right->next = left;
pre_left = tmp_right;
}
else
{
ListNode *tmp_right = right;
right = right->next;
pre_left->next = tmp_right;
tmp_right->next = left;
pre_left = tmp_right;
}
}
else
{
pre_left = left;
left = left->next;
}
}
if(left == NULL)//如果左链表遍历完
{
pre_left->next = right;
}
return arg_left;
}

ListNode *sortList(ListNode *head) {
//归并排序
if(head == NULL || head->next == NULL)
return head;
ListNode *middle = find_middle(head);
ListNode *right = sortList(middle->next);
middle->next = NULL;
ListNode *left = sortList(head);
return merge_list(left, right);
}
};