148、Sort List

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

Example 1:

Input: 4->2->1->3
Output: 1->2->3->4

Example 2:

Input: -1->5->3->4->0
Output: -1->0->3->4->5

思路

题目限定了时间必须为O(nlgn)，符合要求只有快速排序，归并排序，堆排序，而根据单链表的特点，最适于用归并排序。

归并排序，其的基本思路就是将数组分成二组A，B，如果这二组组内的数据都是有序的，那么就可以很方便的将这二组数据进行排序。可以将A，B组各自再分成二组。依次类推，当分出来的小组只有一个数据时，可以认为这个小组组内已经达到了有序，然后再合并相邻的二个小组就可以了。这样通过先递归的分解数列，再合并数列就完成了归并排序。一共要logN步。

c++11

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* sortList(ListNode* head) {
        if (!head || !head->next) return head;
        ListNode *slow = head, *fast = head, *pre_slow = head;
        while (fast && fast->next) {
            pre_slow = slow;
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        pre_slow->next = NULL;
        return merge(sortList(head), sortList(slow));
    }

    ListNode* merge(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        ListNode* res = new ListNode(-1);
        ListNode* tmp = res;
        while (l1 && l2) {
            if (l1->val <= l2->val) {
                tmp->next = l1;
                l1 = l1->next;
            } else {
                tmp->next = l2;
                l2 = l2->next;
            }
            tmp = tmp->next;
        }
        if (l1) tmp->next = l1;
        if (l2) tmp->next = l2;
        return res->next;
    }
};

AC结果

Runtime: 68 ms, faster than 41.20% of C++ online submissions for Sort List.
Memory Usage: 25 MB, less than 18.41% of C++ online submissions for Sort List.