leetcode147-对链表进行插入排序

题目描述

插入排序是迭代的，每次只移动一个元素，直到所有元素可以形成一个有序的输出列表。
每次迭代中，插入排序只从输入数据中移除一个待排序的元素，找到它在序列中适当的位置，并将其插入。
重复直到所有输入数据插入完为止。

示例

输入: 4->2->1->3
输出: 1->2->3->4

输入: -1->5->3->4->0
输出: -1->0->3->4->5

解题思路

1.若为双链表（每个节点有其前驱），那么很容易模拟数组中的插入排序（从右往左插入）；
而对于单链表，只能用pre每次从开头开始依次比较，而tail指向的是已经排好序的最后一个元素的位置

java代码如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution {
    private class ListNode {
      int val;
      ListNode next;
      ListNode(int x) { val = x; }
   }
    public ListNode insertionSortList(ListNode head) {
        if(head == null){
            return null;
        }
        ListNode dummyNode = new ListNode(Integer.MIN_VALUE);
        dummyNode.next = head;
        ListNode pre = dummyNode;   //虚拟头结点
        ListNode cur = head.next;
        ListNode tail = head;  //tail指向的是排序好的节点的最后一个位置
        while (cur !=null){
            //pre.next != cur表明cur不处在原位置
            while (pre.next != cur && pre.next.val <= cur.val){
                pre = pre.next;
                if(pre.next != null && pre.next.val > cur.val){ //找到pre为待插入位置的前一个位置
                    break;
                }
            }
            if(pre.next == cur){   //即cur原位置即为排序后的正确位置
                tail = cur;    //更新tail
                cur = tail.next;   //取下一个元素进行插入排序
                pre = dummyNode;
            }else {    //找到排序位置非原位置
                tail.next = cur.next;  //tail指向下一个待排序元素
                cur.next = pre.next;
                pre.next = cur;    //这两句是把cur排到pre后面，即为cur找到了正确位置

                cur = tail.next;  //更新
                pre = dummyNode;
            }
        }
        head = dummyNode.next;
        dummyNode.next = null;   //方便JVM回收
        return head;
    }
}

运行结果如下：

2.优化
每次拿出待排序的节点，先用前面已排序好的最后一个元素进行比较，如果大于或者等于它，就不用排序了，直接进入下一次循环即可；否则，就用pre从头开始遍历比较。

java代码如下：

class Solution {
    public ListNode insertionSortList(ListNode head) {
        ListNode dummy = new ListNode(Integer.MIN_VALUE), pre;
        dummy.next = head;   //head指针指向当前已排序的最后一个位置
        
        while(head != null && head.next != null) {   //还有待排序元素
            if(head.val <= head.next.val) {   //原位置即为排序后的正确位置
                head = head.next;
                continue;
            }
            pre = dummy;
            
            while (pre.next.val < head.next.val){//pre最后指向待插入位置的前一个节点
                 pre = pre.next;
            }
            ListNode cur = head.next;
            head.next = cur.next;
            cur.next = pre.next;
            pre.next = cur;
        }
        head = dummy.next;
        dummy.next = null;
        return head;
    }
}

运行结果如下：