【LeetCode: 148. 排序链表 + 链表 + 归并排序】

算法题

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算法题

题目链接

• 148. 排序链表

⛲ 题目描述

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 。

示例 1：

输入：head = [4,2,1,3]
输出：[1,2,3,4]
示例 2：

输入：head = [-1,5,3,4,0]
输出：[-1,0,3,4,5]
示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 5 * 104] 内
-105 <= Node.val <= 105

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？

求解思路&实现代码&运行结果

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⚡ 链表 + 归并排序

求解思路

1. 如果题目没有对于时间复杂度和空间复杂度的限制，那么我们可以先额外开辟一个数组先来记录链表的数值，然后排序后，再次重新建立链表。
2. 但是，如果按照该题目的限制要求，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，我们就只能通过归并排序来求解了。
3. 首先，通过快慢指针，先分别以每个链表的中点位置进行划分，然后再对划分后的链表进行有序合并。得到最终的有序链表。
4. 有了基本的思路，接下来我们就来通过代码来实现一下。

实现代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 * int val;
 * ListNode next;
 * ListNode() {}
 * ListNode(int val) { this.val = val; }
 * ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null)
            return head;
        ListNode left = head, mid = head.next, right = head.next.next;
        while (right != null && right.next != null) {
            left = left.next;
            mid = mid.next;
            right = right.next.next;
        }
        // 断连
        left.next = null;
        return merge(sortList(head), sortList(mid));
    }

    public ListNode merge(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
        // 一个已经为空了，直接返回另一个
        if (pHead1 == null)
            return pHead2;
        if (pHead2 == null)
            return pHead1;
        // 加一个表头
        ListNode head = new ListNode(0);
        ListNode cur = head;
        // 两个链表都要不为空
        while (pHead1 != null && pHead2 != null) {
            // 取较小值的结点
            if (pHead1.val <= pHead2.val) {
                cur.next = pHead1;
                // 只移动取值的指针
                pHead1 = pHead1.next;
            } else {
                cur.next = pHead2;
                // 只移动取值的指针
                pHead2 = pHead2.next;
            }
            // 指针后移
            cur = cur.next;
        }
        // 哪个链表还有剩，直接连在后面
        if (pHead1 != null)
            cur.next = pHead1;
        else
            cur.next = pHead2;
        // 返回值去掉表头
        return head.next;
    }

}

运行结果

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共勉

最后，我想和大家分享一句一直激励我的座右铭，希望可以与大家共勉！