leetcode148. 排序链表

最新推荐文章于 2024-04-06 02:27:39 发布

圆滚滚的柴柴

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分类专栏： leetcode-python 文章标签： leetcode 链表

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该博客介绍如何使用归并排序算法在O(n log n)的时间复杂度和常数级空间复杂度下对链表进行升序排列。通过快慢指针找到链表中点，分割为两个子链表，分别对子链表递归排序，最后合并成有序链表。文章提供了详细思路和代码实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目：

给你链表的头结点 head ，请将其按升序排列并返回排序后的链表。

进阶：

你可以在 O(n log n) 时间复杂度和常数级空间复杂度下，对链表进行排序吗？

示例：

思路：
归并排序的时间复杂度是O(n log n)，采用了分治思想，如下图（出自这篇文章）
在这里插入图片描述
所以“分割”与“合并”可以采用递归来实现。

使用快慢指针法找到链表的中点位置，即，慢指针每次移动一步，快指针每次移动两步。
找到中点位置后，可以把链表分成两个子链表。
对两个子链表分别排序。
然后合并两个有序序链表。

递归程序我们希望返回的是已经排序好的链表
合并两个排序链表可以采用这道题的做法，也是递归实现。

代码：

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution(object):
    def sortList(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        # 合并两个有序链表
        def mergeTwoLists(l1, l2):
            if not l1:
                return l2
            if not l2:
                return l1
            if l1.val < l2.val:
                l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2)
                return l1
            else:
                l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next)
                return l2

        if  not head or not head.next:
            return head
		# 找到链表中点
        low = head
        fast = head
        while fast.next and fast.next.next:
            low = low.next
            fast = fast.next.next
        mid = low.next
        low.next = None
		# 继续分割
        left = self.sortList(head)
        right = self.sortList(mid)
		# 排序
        return mergeTwoLists(left, right)