LeetCode Sort List 链表排序（规定 O(nlogn) ）
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题意：根据给出的单链表，用O(nlogn)的时间复杂度来排序。由时间复杂度想到快排、归并这两种排序。本次用的是归并排序。递归将链表的规模不断二分到只剩下1或2个元素为止，这也是递归出口，一旦出现这两种情况就可以返回。这里有个问题，链表也能二分？可以的，只是麻烦了些，用两个指针可以实现找到中点。本次代码没有详细分析具体的复杂度，但确实是归并。
注意：要考虑空链表，单个元素的链表，以及多个元素的链表。
LeetCode的代码：
1 /** 2 * Definition for singly-linked list. 3 * struct ListNode { 4 * int val; 5 * ListNode *next; 6 * ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} 7 * }; 8 */ 9 class Solution { 10 public: 11 ListNode *sorted(ListNode *head) { 12 //递归出口 13 if(!head->next) return head; 14 if(!head->next->next) //只有两个结点时就可以排序并返回了 15 { 16 if(head->val > head->next->val ) 17 { 18 head->next->next=head; 19 head=head->next; 20 head->next->next=0; 21 } 22 return head; 23 } 24 25 //找中点。方法：p2每往后移2步，p1就移1步，当p2到达最后一个结点时，p1刚好在中间 26 ListNode *p1=head,*p2=head; 27 while(p2) 28 { 29 if(p2->next) 30 { 31 p2=p2->next->next; //允许p2为空，但若p2->next为空，则p2->next->next会出错 32 p1=p1->next; 33 } 34 else break; 35 } 36 ListNode * sec=p1->next; //左一半的最后一个结点的next必须为空，此举是必须的 37 p1->next=0; 38 39 //二分递归 40 ListNode * temp1=sorted(head); 41 ListNode * temp2=sorted(sec); 42 43 //归并，且返回 44 ListNode * sorted_head=NULL,*sorted_rear=NULL,*jus=NULL; 45 if(temp1->val < temp2->val ) //初始化链表头尾 46 { 47 sorted_head=sorted_rear=temp1; 48 temp1=temp1->next; 49 jus=temp1; //jus摆在刚减少元素的那个链表，以方便判断是否该链表已没有元素了 50 } 51 else 52 { 53 sorted_head=sorted_rear=temp2; 54 temp2=temp2->next; 55 jus=temp2; 56 } 57 while(jus) //两个链表都非空 58 { 59 if(temp1->val < temp2->val) 60 { 61 sorted_rear->next=temp1; 62 temp1=temp1->next; 63 jus=temp1; 64 } 65 else 66 { 67 sorted_rear->next=temp2; 68 temp2=temp2->next; 69 jus=temp2; 70 } 71 sorted_rear=sorted_rear->next; 72 } 73 if(!temp1) //temp1为空 74 sorted_rear->next=temp2; 75 else 76 sorted_rear->next=temp1; 77 return sorted_head; 78 } 79 80 ListNode *sortList(ListNode *head) { 81 if(!head) return 0; 82 if(head->next==NULL) return head; 83 return sorted(head); 84 } 85 };
可自己测试的代码：
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 4 struct ListNode { 5 int val; 6 ListNode *next; 7 }; 8 9 ListNode *sorted(ListNode *head) { 10 //递归出口 11 if(!head->next) return head; 12 if(!head->next->next) //只有两个结点时就可以排序并返回了 13 { 14 if(head->val > head->next->val ) 15 { 16 head->next->next=head; 17 head=head->next; 18 head->next->next=0; 19 } 20 return head; 21 } 22 23 //找中点。方法：p2每往后移2步，p1就移1步，当p2到达最后一个结点时，p1刚好在中间 24 ListNode *p1=head,*p2=head; 25 while(p2) 26 { 27 if(p2->next) 28 { 29 p2=p2->next->next; //允许p2为空，但若p2->next为空，则p2->next->next会出错 30 p1=p1->next; 31 } 32 else break; 33 } 34 ListNode * sec=p1->next; //左一半的最后一个结点的next必须为空，此举是必须的 35 p1->next=0; 36 37 //二分递归 38 ListNode * temp1=sorted(head); 39 ListNode * temp2=sorted(sec); 40 41 //归并，且返回 42 ListNode * sorted_head=NULL,*sorted_rear=NULL,*jus=NULL; 43 if(temp1->val < temp2->val ) //初始化链表头尾 44 { 45 sorted_head=sorted_rear=temp1; 46 temp1=temp1->next; 47 jus=temp1; //jus摆在刚减少元素的那个链表，以方便判断是否该链表已没有元素了 48 } 49 else 50 { 51 sorted_head=sorted_rear=temp2; 52 temp2=temp2->next; 53 jus=temp2; 54 } 55 while(jus) //两个链表都非空 56 { 57 if(temp1->val < temp2->val) 58 { 59 sorted_rear->next=temp1; 60 temp1=temp1->next; 61 jus=temp1; 62 } 63 else 64 { 65 sorted_rear->next=temp2; 66 temp2=temp2->next; 67 jus=temp2; 68 } 69 sorted_rear=sorted_rear->next; 70 } 71 if(!temp1) //temp1为空 72 sorted_rear->next=temp2; 73 else 74 sorted_rear->next=temp1; 75 return sorted_head; 76 } 77 78 ListNode *sortList(ListNode *head) { 79 if(!head) return 0; 80 if(head->next==NULL) return head; 81 return sorted(head); 82 } 83 84 85 86 87 88 89 int main() 90 { 91 92 ListNode * head=new(ListNode); 93 head->val=11; //链表有1个元素 94 head->next=NULL; 95 ListNode * p=head; 96 ListNode * temp=NULL; 97 98 //int a[11]={2,1,3,6,5,8,4,9,7,10}; 99 int a[11]={2,6}; //元素自己随意添加 100 for(int i=0;i<2;i++) //在这里控制元素个数。 101 { 102 temp=new(ListNode); 103 temp->val=a[i]; 104 temp->next=NULL; 105 p->next=temp; 106 p=p->next; 107 } 108 p=sortList(head); 109 while(p) 110 { 111 printf("%d\n",p->val); 112 p=p->next; 113 } 114 115 return 0; 116 }
