给定一个链表和一个特定值 x，对链表进行分隔，使得所有小于 x 的节点都在大于或等于 x 的节点之前。
你应当保留两个分区中每个节点的初始相对位置。
示例:
输入: head = 1->4->3->2->5->2, x = 3
输出: 1->2->2->4->3->5
题目分析：本题让我们把原来的链表进行分隔，小于x的在前，大于等于x的在后。并且，元素之间还需要保持原有的相对顺序。在下面的图例中，我们可以看到原有元素的顺序。分隔完后，在原来索引位置5处的元素2依然排在索引位置为3处的元素2之后。
在思考这道题如何解的时候，我们先回忆一下我们在算法课中也接触过类似的partition方法，这种方法在quick sort（快速排序）中也出现过。快速排序采用分治的思想，通过某一分界值将数组分成左右两部分，将大于等于分界值的数据集中到右侧，将小于分界值的数据集中到左侧。然后分别对左侧右侧进行上述处理，直到每一侧都排好序，那么整体也就排好序了。我们看下面的这个例子，对原数组我们选择最后一个元素作为分界值，然后左侧都是小于70的元素，右侧都是大于70的元素。然后对于左侧和右侧，我们选择他们中的最后一个元素作为分界值继续进行划分，一直到最后每一侧都排好序（即这一侧只含有一个元素或者为空），该算法停止。该算法的时间复杂度为O(nlogn)。
对应的C++参考代码如下
int partition(vector<int> &input, int low, int high) { int pivot = input[high]; int i = low - 1; for (int j = low; j <= high - 1; j++) { if (input[j] < pivot) { ++i; swap(input[i], input[j]); } } swap(input[i + 1], input[high]); return i + 1;
}
void quickSort(vector<int> &input, int low, int high) { if (low < high) { int index = partition(input, low, high); quickSort(input, 0, index - 1); quickSort(input, index + 1, high); }
}回到本题中，既然需要将链表分隔为两部分，那么我们可以设置两个dummy节点分别保存链表的一部分，dummy1作为小于x的节点的链表的头结点，dummy2作为大于等于x的节点的链表的头结点，如果当前节点的值小于x，我们就将当前节点放到dummy1链表的末尾。如果当前节点的值大于等于x，我们就将其插入dummy2链表的末尾。这样我们就将原链表划分成了两部分，并且保证了相对顺序。最后链接成的链表结果如下图显示，我们的算法时间复杂度为O(n)。下面分别给出不同语言的代码实现。
C++代码
ListNode* partition(ListNode* head, int x) { if (head == NULL || head->next == NULL) return head; ListNode* dummy1 = new ListNode(0); ListNode* dummy2 = new ListNode(1); ListNode *tail1 = dummy1, *tail2 = dummy2; ListNode* curr = head; while (curr != NULL) { if (curr->val < x) { tail1->next = curr; tail1 = tail1->next; } else { tail2->next = curr; tail2 = tail2->next; } curr = curr->next; } if (tail1 == NULL) return tail2; if (tail2 == NULL) return tail1; tail2->next = NULL; tail1->next = dummy2->next; return dummy1->next; }Java代码
public ListNode partition(ListNode head, int x) { if (head == null || head.next == null) return head; ListNode dummy1 = new ListNode(0); ListNode dummy2 = new ListNode(0); ListNode smallTail = dummy1, largeTail = dummy2; ListNode curr = head; while (curr != null) { if (curr.val < x) { smallTail.next = curr; smallTail = smallTail.next; } else { largeTail.next = curr; largeTail = largeTail.next; } curr = curr.next; } smallTail.next = dummy2.next; largeTail.next = null; return dummy1.next; }C#代码
public ListNode Partition(ListNode head, int x) { if (head == null || head.next == null) { return head; } ListNode dummy1 = new ListNode(0); ListNode dummy2 = new ListNode(0); ListNode smallTail = dummy1, largeTail = dummy2; ListNode curr = head; while (curr != null) { if (curr.val < x) { smallTail.next = curr; smallTail = smallTail.next; } else { largeTail.next = curr; largeTail = largeTail.next; } curr = curr.next; } smallTail.next = dummy2.next; largeTail.next = null; return dummy1.next; }Golang代码
func partition(head *ListNode, x int) *ListNode { if head == nil || head.Next == nil { return head } dummy1 := new(ListNode) dummy2 := new(ListNode) smallTail := dummy1 largeTail := dummy2 curr := head for curr != nil { if curr.Val < x { smallTail.Next = curr smallTail = smallTail.Next } else { largeTail.Next = curr largeTail = largeTail.Next } curr = curr.Next } smallTail.Next = dummy2.Next largeTail.Next = nil return dummy1.Next
}Python3代码
def partition(self, head: ListNode, x: int) -> ListNode: if head == None or head.next == None: return head dummy1 = ListNode(0) dummy2 = ListNode(0) smallTail = dummy1 largeTail = dummy2 curr = head while curr != None: if curr.val < x: smallTail.next = curr smallTail = smallTail.next else: largeTail.next = curr largeTail = largeTail.next curr = curr.next smallTail.next = dummy2.next largeTail.next = None return dummy1.next由本题可见，一些经典的算法我们还是要学透吃透，这样在碰到类似问题或者问题变种的时候才能将经典算法应用过来，快速解决问题。
