【LeetCode】148.排序链表
作者:互联网
题目描述
给你链表的头结点 head ,请将其按 升序 排列并返回 排序后的链表 。
进阶:
你可以在 O(nlogn) 时间复杂度和常数级空间复杂度下,对链表进行排序吗?
方法一:自顶向下归并排序
算法思想:
- 找到链表的中点,以中点为分界,将链表拆分成两个子链表。
- 对两个子链表分别排序。
- 将两个排序后的子链表合并,得到完整的排序后的链表。
/*
链表的归并排序
head:子链表串的第一个结点
tail:子链表串最后一个结点的后一个结点
*/
ListNode *sortList(ListNode *head, ListNode *tail)
{
// 递归退出条件,即划分至只有一个结点
if (head->next == tail)
{
head->next = nullptr; // 断链
return head;
}
// 使用快慢指针找出链表的 mid 结点
// slow 最终得到的是真实 mid 的后一个结点
// fast 最终得到的是最后一个结点的后一个结点
ListNode *fast = head;
ListNode *slow = head;
while (fast != tail)
{
fast = fast->next;
slow = slow->next;
if (fast != tail)
fast = fast->next;
}
ListNode *mid = slow; // mid 是第二个链表的头结点
return mergeList(sortList(head, mid), sortList(mid, tail));
}
/*
将两个有序链表合并成一个有序链表,返回合并链表头指针
*/
ListNode *mergeList(ListNode *list1, ListNode *list2)
{
ListNode *dummyHead = new ListNode(0);
ListNode *merge_temp = dummyHead;
ListNode *list1_temp = list1;
ListNode *list2_temp = list2;
while (list1_temp && list2_temp)
{
if (list1_temp->val <= list2_temp->val)
{
merge_temp->next = list1_temp;
list1_temp = list1_temp->next;
}
else
{
merge_temp->next = list2_temp;
list2_temp = list2_temp->next;
}
merge_temp = merge_temp->next;
}
if (list1_temp)
merge_temp->next = list1_temp;
if (list2_temp)
merge_temp->next = list2_temp;
return dummyHead->next;
}
时间复杂度:O(nlogn)
空间复杂度:O(logn)
方法二:自底向上归并排序
算法思想:
- 用 subLength 表示每次需要排序的子链表的长度,初始时 subLength=1。
- 每两个子链表作为一组进行合并。划出子链表时断链,合并完之后再建链。
- 将 subLength 值加倍,重复第二步,直至整个链表分成两个子链表并合并完。
ListNode *sortList2(ListNode *head)
{
if (!head)
return head;
int length = 0; // 链表总长度
ListNode *node = head;
while (node)
{
length++;
node = node->next;
}
ListNode *dummyHead = new ListNode(0, head); // 指向第一个结点
// 自底向上合并
for (int subLeng = 1; subLeng < length; subLeng <<= 1)
{
ListNode *prev = dummyHead;
ListNode *cur = dummyHead->next; // 整个链表遍历结点,确保一次遍历
while (cur)
{
ListNode *head1 = cur; // 第一次子链表头
for (int i = 1; i < subLeng && cur != nullptr && cur->next != nullptr; i++) // 遍历完第一个 subLength 长度的子链表
cur = cur->next;
ListNode *head2 = cur->next; // 第二个子链表头
cur->next = nullptr; // 第一个 subLength 长度子链表断链
cur = head2;
for (int i = 1; i < subLeng && cur != nullptr && cur->next != nullptr; i++) // 遍历完第二个 subLength 长度的子链表
cur = cur->next;
ListNode *next = nullptr; // 剩余未两两归并结点的首结点
if (cur) // 存在第二个子链表
{
next = cur->next;
cur->next = nullptr; // 断链
cur = next;
}
ListNode *merged = mergeList(head1,head2); // 合并一组子链表
prev->next = merged; // 建链,将每组链表重新建链
while(prev->next)
prev = prev->next;
}
}
return dummyHead->next;
}
时间复杂度:O(nlogn)
空间复杂度:O(1)
标签:head,ListNode,cur,temp,148,next,链表,LeetCode 来源: https://www.cnblogs.com/cscshi/p/15240151.html