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LeetCode解题报告(187)-- 148. Sort List

Problem

Given the head of a linked list, return the list after sorting it in ascending order.

Follow up: Can you sort the linked list in O(n logn) time and O(1) memory (i.e. constant space)?

Example 1:

Example1

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Input: head = [4,2,1,3]
Output: [1,2,3,4]

Example 2:

Example2

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Input: head = [-1,5,3,4,0]
Output: [-1,0,3,4,5]

Example 3:

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Input: head = []
Output: []

Constraints:

  • The number of nodes in the list is in the range [0, 5 * 104].
  • -105 <= Node.val <= 105

Analysis

  这道题目是链表的排序,题目给出了时间复杂度的要求,很明显就是归并排序了。归并的思路其实就是分而治之,和数组下的归并是一个道理。链表场景下有几个不同的地方:

  1. 怎么样对半分,在数组里面我们可以知道长度,通过下标计算就可以分为前后各一半。
  2. 如何合并起来,而且是在不使用额外空间的情况下。

  对于第一点,解决的方案就是快慢指针。慢指针一次走一步,快指针一次走两步,所以当快指针走完的时候,慢指针恰好在一半的位置。这个时候把链表从慢指针的地方切开,就能得到前后两半了。

  对于第二点,合并的时候比较两个链表的元素,然后链表的头往后移,一直到最后,这个和数组的合并是基本一致的,最后多出来的放到后面就可以了。


Solution

  在合并的时候为了实现方便,可以用一个dummy节点作为头,最后返回的时候返回dummy->next就可以了。


Code

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/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* sortList(ListNode* head) {
if (!head || !head->next) {
return head;
}
ListNode* slow = head, *fast = head, *pre = head;

while (fast && fast->next) {
pre = slow;
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
pre->next = NULL;
return merge(sortList(head), sortList(slow));
}
private:
ListNode* merge(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode* dummy = new ListNode(-1);
ListNode* cur = dummy;

while(l1 && l2) {
if (l1->val > l2->val) {
cur->next = l2;
l2 = l2->next;
} else {
cur->next = l1;
l1 = l1->next;
}
cur = cur->next;
}
if (l1) {
cur->next = l1;
}
if (l2) {
cur->next = l2;
}
return dummy->next;
}
};

Summary

  这道题目是链表结构的归并排序,比较少做。这里有两个总结的点,第一个是使用快慢指针来对链表二分,第二个是在处理链表题目的时候,可以通过dummy节点来优化代码逻辑。这道题目的分享到这里,谢谢!

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