leetcode148. Sort List

題目要求

Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity.

用O(n log n)的時間複雜度和O(1)的空間複雜度檢索一個鏈表。面試

思路和代碼

在給出了明確的時間複雜度和空間複雜度後,我第一個想到的就是利用divide and conquer 方法進行排序。那麼問題就歸結爲如何將鏈表分爲大小相近的兩半以及如何將兩者合併。
瞭解利用分治法對數組進行排序的童鞋應該知道,咱們會根據數組的下標將數組取一半分別進行排序後,再將排序好的兩者進行合併。
那麼將鏈表分爲大小相近的兩部分則須要咱們用三個指針來進行。分別是prev, slow和fast,其中fast指針每次往前跑兩步,slow往前跑一步,這樣確保slow指針是第二部分開頭的第一個指針,而prev則是slow指針的前一個指針。prev指針是用來折斷鏈表的。數組

ListNode prev = null, slow = head, fast = head;
        while(fast!=null && fast.next!=null){
            prev = slow;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        prev.next = null;

以後再對摺斷的鏈表分別進行計算從而確保每一段內的元素爲有序的。微信

以後咱們須要將相鄰的兩段鏈表進行合併,這個就很簡單了。只須要另設一個頭指針,並每次比較兩段的當前節點,取較小的節點加入頭指針便可。ide

全部代碼以下:spa

public ListNode sortList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null) return head;
        ListNode prev = null, slow = head, fast = head;
        while(fast!=null && fast.next!=null){
            prev = slow;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        prev.next = null;
        ListNode l1 = sortList(head);
        ListNode l2 = sortList(slow);
        return merge(l1, l2);
    }
    
    public ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2){
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode cur = dummy;
        while(l1!=null && l2!=null){
            if(l1.val < l2.val){
                ListNode tmp = l1.next;
                cur.next = l1;
                l1.next = null;
                l1 = tmp;
            }else{
                ListNode tmp = l2.next;
                cur.next = l2;
                l2.next = null;
                l2 = tmp;
            }
            cur = cur.next;
        }
        if(l1==null) cur.next = l2;
        else cur.next = l1;
        return dummy.next;
    }

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