148. Sort List

最新推荐文章于 2022-10-26 13:48:59 发布

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本文介绍了一种在链表上实现归并排序的方法，该方法的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为常量。通过递归将链表分为两部分，并使用快慢指针确定中点，然后对两部分分别排序并合并。

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.

摘自：

https://leetcode.com/discuss/1709/have-pretty-mergesort-method-anyone-speed-reduce-memory-usage

http://blog.youkuaiyun.com/jiadebin890724/article/details/21334059

对一个链表进行排序，且时间复杂度要求为 O(n log n) ，空间复杂度为常量。一看到 O(n log n) 的排序，首先应该想到归并排序和快速排序，但是通常我们使用这两种排序方法时都是针对数组的，现在是链表了。

归并排序法：在动手之前一直觉得空间复杂度为常量不太可能，因为原来使用归并时，都是 O(N)的，需要复制出相等的空间来进行赋值归并。对于链表，实际上是可以实现常数空间占用的。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，直到快指针走到了末尾，慢指针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。

public ListNode sortList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null)
            return head;
        ListNode f = head.next.next;
        ListNode p = head;
        while (f != null && f.next != null) {
            p = p.next;
            f =  f.next.next;
        }
        ListNode h2 = sortList(p.next);
        p.next = null;
        return merge(sortList(head), h2);
    }
    public ListNode merge(ListNode h1, ListNode h2) {
        ListNode hn = new ListNode(Integer.MIN_VALUE);
        ListNode c = hn;
        while (h1 != null && h2 != null) {
            if (h1.val < h2.val) {
                c.next = h1;
                h1 = h1.next;
            }
            else {
                c.next = h2;
                h2 = h2.next;
            }
            c = c.next;
        }
        if (h1 != null)
            c.next = h1;
        if (h2 != null)
            c.next = h2;
        return hn.next;
    }