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少年的书桌上没有虚度的光阴

题目描述

请你对链表进行排序

思路分析

• 核心思想：归并排序

有三个部分

链表排序实现

1. merge 函数

21.见 合并两个有序链表，

• 首先创建一个虚拟头节点 newhead，并使用指针 tail 来构建合并后的链表。

• 通过循环比较 list1 和 list2 节点的值，将较小值的节点连接到 tail 后面，并相应地移动指针。

• 当其中一个链表遍历完后，将另一个链表的剩余部分直接连接到 tail 后面。

• 最后返回虚拟头节点的下一个节点，即合并后链表的头节点。

2. findMiddle 函数

该函数用于寻找链表的中间节点，采用快慢指针的方法：

• fast 指针每次移动两步，slow 指针每次移动一步。

• 当 fast 指针到达链表末尾时，slow 指针就指向链表的中间节点。

3. sortList 函数

这是核心的排序函数，使用归并排序算法对链表进行排序：

• 首先判断链表是否为空或只有一个节点，如果是则直接返回该链表。

• 调用 findMiddle 函数找到链表的中间节点，将链表分成左右两部分。

• 递归地对左右两部分链表分别调用 sortList 函数进行排序。

• 最后调用 merge 函数将两个有序的子链表合并成一个有序链表。

完整代码

class Solution {
public:// 合并两个有序链表ListNode* merge(ListNode* list1, ListNode* list2) {auto  newhead = new ListNode(0); // 使用明确的类型名称auto  tail = newhead;while (list1 && list2) {if (list1->val < list2->val) {tail->next = list1;list1 = list1->next;} else {tail->next = list2;list2 = list2->next;}tail = tail->next;}tail->next = list1 ? list1 : list2; // 处理剩余部分return newhead->next;}// 寻找中间节点ListNode* findMiddle(ListNode* head) {ListNode* fast = head;ListNode* slow = head;while (fast->next && fast->next->next) {fast = fast->next->next;slow = slow->next;}return slow;}// 归并排序链表ListNode* sortList(ListNode* head) {if (head==NULL ||head->next==NULL) return head; // 检查链表长度// 找到链表的中间节点ListNode* mid = findMiddle(head);ListNode* right = mid->next;mid->next = nullptr; // 切分链表// 递归地对左右两部分进行排序ListNode* l = sortList(head);ListNode* r = sortList(right);// 合并两个有序链表return merge(l, r);}
}
};

复杂度分析

• 时间复杂度： O(nlogn)

• 空间复杂度： O(logn)