50 链表排序（Sort List）

文章目录

1 题目
2 解决方案
- 2.1 思路
- 2.2 时间复杂度
- 2.4 空间复杂度
3 源码

1 题目

题目：链表排序（Sort List）
描述：在 O(nlogn) 时间复杂度和常数级的空间复杂度下给链表排序。

lintcode题号——98，难度——medium

样例1：

输入：list = 1->3->2->null
输出：1->2->3->null
解释：给链表排序.

样例2：

输入：list = 1->7->2->6->null
输出：1->2->6->7->null
解释：给链表排序.

2 解决方案

2.1 思路

题目要求排序，在O(nlogn)时间复杂度内，空间复杂度要求常数级，满足时间复杂度的排序可以想到快速排序和归并排序，满足空间复杂度的只有快速排序，但题目排序的对象是链表，归并排序在数组上的空间复杂度是O(n)，但对链表排序时不需要额外的数据结构来存储临时数据，所以在链表上的归并排序的空间复杂度只有O(1)，本题使用快排和归并都可以。

2.2 时间复杂度

时间复杂度为O(n * log n)。

2.4 空间复杂度

空间复杂度为O(1)。

3 源码

细节：

使用快、慢指针的方式来找链表的中点。
fast指针起点位置向后移动一位，符合整数计算偏左的特点，且不用特殊处理链表长度为2的情况。
递归时先处理后半段，再将中点赋空，断开后半段，再处理前半段。

C++版本：

/**
* Definition of singly-linked-list:
* class ListNode {
* public:
*     int val;
*     ListNode *next;
*     ListNode(int val) {
*        this->val = val;
*        this->next = NULL;
*     }
* }
*/
/**
* @param head: The head of linked list.
* @return: You should return the head of the sorted linked list, using constant space complexity.
*/
ListNode* sortList(ListNode *head) {// write your code hereif (head == nullptr || head->next == nullptr) // 跳过链表长度为0和1的情况{return head;}// 找到链表中点ListNode * mid = head;ListNode * fast = head->next; // fast指针起点位置向后移动一位，符合整数计算偏左的特点，且不用特殊处理链表长度为2的情况while (fast != nullptr && fast->next != nullptr){mid = mid->next;fast = fast->next->next;}ListNode * right = sortList(mid->next); // 先排后半段mid->next = nullptr; // 断开后半段ListNode * left = sortList(head); // 再排前半段return mergeTwoSortedList(left, right);
}ListNode * mergeTwoSortedList(ListNode * left, ListNode * right)
{if (left == nullptr){return right;}if (right == nullptr){return left;}ListNode dummyNode(0);ListNode * cur = &dummyNode;while (left != nullptr && right != nullptr){if (left->val < right->val){cur->next = left;left = left->next;cur = cur->next;}else{cur->next = right;right = right->next;cur = cur->next;}}if (left != nullptr){cur->next = left;}if (right != nullptr){cur->next = right;}return dummyNode.next;
}

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