LeetCode刷题笔记（链表）：sort-list

待我称王封你为后i 2022-06-01 00:38 158阅读 0赞

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 *  **题  库：Leetcode经典编程题**
 *  **编  者：WordZzzz**

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*   *  题目描述
     *  解题思路
     *  C版代码实现

## 题目描述 ##

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

## 解题思路 ##

因为题目要求复杂度为O(nlogn),故可以考虑归并排序的思想。

前一段时间刚刚总结了八大排序，感兴趣的同学们可以由此穿越：[数据结构与算法系列之一：八大排序之归并排序][Link 1]。

递归版归并排序的一般步骤为：

*  将待排序数组（链表）取中点并一分为二；
 *  递归地对左半部分进行归并排序；
 *  递归地对右半部分进行归并排序；
 *  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：

*  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）；
 *  写出merge函数，即如何合并链表。
 *  写出mergesort函数，实现上述步骤。

## C++版代码实现 ##

/**
     * Definition for singly-linked list.
     * struct ListNode {
     *     int val;
     *     ListNode *next;
     *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
     * };
     */
    class Solution {
    public:
    
        //快慢指针获取链表中点
        ListNode *getMiddle(ListNode *head){
            ListNode *fast = head;
            ListNode *slow = head;
            while(fast->next != NULL && fast->next->next != NULL){
                slow = slow->next;
                fast = fast->next->next;
            }
            return slow;
        }
    
        //合并链表
        ListNode *mergeList(ListNode *left, ListNode *right){
            if(left == NULL)
                return right;
            if(right == NULL)
                return left;
    
            ListNode *tmp = new ListNode(0);
            ListNode *head = tmp;
    
            while(left != NULL && right != NULL){
                if(left->val > right->val){
                    head->next = right;
                    right = right->next;
                }
                else{
                    head->next = left;
                    left = left->next;
                }
                head = head->next;
            }
            if(left == NULL)
                head->next = right;
            if(right == NULL)
                head->next = left;
            return tmp->next;
        }
    
        //排序函数
        ListNode *sortList(ListNode *head) {
            if(head == NULL || head->next == NULL)
                return head;
    
            ListNode *middle = getMiddle(head);
            ListNode *right = sortList(middle->next);
            middle->next = NULL;        //左链表的结尾不能再指向右链表的开头
            ListNode *left = sortList(head);
            return mergeList(left, right);
        }
    };

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