链表的二路归并排序 Sort List

对于链表的排序问题，想找一种时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度O(1)的算法。该问题源自于Leetcode，Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity.

首先想到了归并排序，因为链表的归并不需要辅助空间。

思路：和数组的二路归并基本一致。

所不同的是：

1、要遍历一遍才能找到中间位置。

2、首尾位置都要记下来，因为链表不是自然相邻的。所以排序后返回时要返回首尾结点的新指针。

3、遍历查找时也要注意链表结尾判定可能不再是NULL。

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode *sortList(ListNode *head) {if(head == NULL)return NULL;ListNode *end = head;while(end->next != NULL)end = end->next;sort(head, end);return head;}void sort(ListNode* &left, ListNode* &right){if(left == right)return;//寻找中间位置ListNode *p1, *p2;p1 = p2 = left;while(p2 != right && p2->next != right){p1 = p1->next;p2 = p2->next->next;}p2 = p1->next;//递归分治sort(left, p1);sort(p2, right);p1->next = NULL;right->next = NULL;//归并ListNode *new_start,*new_end, *tmp;if(left->val < p2->val){new_start = left;left = left->next;}else{new_start = p2;p2 = p2->next;}tmp = new_start;while(left != NULL && p2 != NULL){if(left->val < p2->val){tmp->next = left;tmp = left;left = left->next;}else{tmp->next = p2;tmp = p2;p2 = p2->next;}}if(left != NULL){tmp->next = left;new_end = p1;}else{tmp->next = p2;new_end = right;}//返回新链表头和链表尾left = new_start;right = new_end;right->next = NULL;}
};

PS：链表的排序用快速排序应该也可以做到。

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