排序链表（LeetCode 148）

文章目录

1.问题描述
2.难度等级
3.热门指数
4.解题思路
参考文献

1.问题描述

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。

示例 1：

在这里插入图片描述

输入：head = [4,2,1,3]
输出：[1,2,3,4]

示例 2：
在这里插入图片描述

输入：head = [-1,5,3,4,0]
输出：[-1,0,3,4,5]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

2.难度等级

Medium。

3.热门指数

★★★★☆

4.解题思路

可参考归并排序中的归并排序思想，主要有三个步骤。

找到链表的中间结点。

寻找链表的中点可以使用快慢指针的做法，快指针每次移动 222 步，慢指针每次移动 111 步，当快指针到达链表末尾时，慢指针指向的链表节点即为链表的中点。

递归对左半部分和右半部分排序。
将两个排序后的子链表合并，得到完整的排序后的链表。

可以使用「21. 合并两个有序链表」的做法，将两个有序的子链表进行合并。

时间复杂度： O(nlogn)。

空间复杂度： 递归栈空间复杂度为 O(logn)，不考虑的话为 O(1)。

下面以 Golang 为例给出实现。


func merge(head1, head2 *ListNode) *ListNode {dummyHead := &ListNode{}temp, temp1, temp2 := dummyHead, head1, head2for temp1 != nil && temp2 != nil {if temp1.Val < temp2.Val {temp.Next = temp1temp1 = temp1.Next} else {temp.Next = temp2temp2 = temp2.Next}temp = temp.Next}if temp1 != nil {temp.Next = temp1} else {temp.Next = temp2}return dummyHead.Next
}func findmid(head *ListNode) *ListNode {if head == nil || head.Next == nil {return head}dummy := &ListNode{Next: head,}slow, fast := dummy, dummyfor fast != nil && fast.Next != nil {slow = slow.Nextfast = fast.Next.Next}return slow
}func mergesort(head *ListNode) *ListNode {if head == nil || head.Next == nil {return head}mid := findmid(head)rhead := mid.Nextmid.Next = nil// 排序左链表l := mergesort(head)// 排序右链表r := mergesort(rhead)// 合并左右链表return merge(l, r)
}/*** Definition for singly-linked list.* type ListNode struct {*     Val int*     Next *ListNode* }*/
func sortList(head *ListNode) *ListNode {return mergesort(head)
}