【LeetCode】4对链表进行排序

题目:

在O(n log n)的时间内使用常数级空间复杂度对链表进行排序。

思路:

因为题目要求复杂度为O(nlogn),故可以考虑归并排序的思想。

归并排序的一般步骤为:

1)将待排序数组(链表)取中点并一分为二;

2)递归地对左半部分进行归并排序;

3)递归地对右半部分进行归并排序;

4)将两个半部分进行合并(merge),得到结果。

所以对应此题目,可以划分为三个小问题:

1)找到链表中点 (快慢指针思路,快指针一次走两步,慢指针一次走一步,快指针在链表末尾时,慢指针恰好在链表中点);

2)写出merge函数,即如何合并链表。 (见merge-two-sorted-lists 一题解析)

3)写出mergesort函数,实现上述步骤。

代码:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
     
   public ListNode sortList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode mid = getMid(head);
        ListNode midNext = mid.next;
        mid.next = null;
        return mergeSort(sortList(head), sortList(midNext));
    }
    private ListNode getMid(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode slow = head, quick = head;
        while(quick.next != null && quick.next.next != null) {
            slow = slow.next;
            quick = quick.next.next;
        }
        return slow;
    }
    private ListNode mergeSort(ListNode n1, ListNode n2) {
        ListNode preHead = new ListNode(0);
        ListNode cur1 = n1;
        ListNode cur2 = n2;
        ListNode cur = preHead;
        while(cur1 != null && cur2 != null) {
            if(cur1.val < cur2.val) {
                cur.next = cur1;
                cur1 = cur1.next;
            } else {
                cur.next = cur2;
                cur2 = cur2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        if(cur1 != null){
            cur.next = cur1;
        }
        if(cur2 != null){
            cur.next = cur2;
        }
        return preHead.next;
    }
}

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