题目:单链表的归并排序,返回排序后的链表。传统的归并都是数组,可以随机访问元素,链表则需要顺序遍历找中间结点。
思路:
设置两个指针,一个步长为1, 一个步长为2,当快指针到达尾结点时,慢指针指向中间结点,时间复杂度为O(N);
平分为左链表L1和右链表L2,递归分裂,直到链表为空或者只有一个结点;
将链表L2的每个结点插入到链表L1中,时间复杂度为O(m+n),m、n分别为两条链表的长度。
画出递归树,可知总的时间复杂度为O(N * lgN)。
代码:
合并两个有序的链表:
1 struct ListNode 2 { 3 int value; 4 ListNode *next; 5 ListNode(int v): value(v), next(NULL) 6 { 7 } 8 }; 9
10 ListNode *mergeSortedList(ListNode *L1, ListNode *L2) 11 { 12 ListNode dummy(-1), *p1 = &dummy, *p2 = L2; //L1的辅助头结点dummy,因为可能在头部插入
13 dummy.next = L1; 14 while(p1->next != NULL && p2 != NULL) //停止条件,也包括了判断两个链表是否为空
15 { 16 if(p1->next->value >= p2->value) 17 { 18 L2 = p2->next; 19 p2->next = p1->next; 20 p1->next = p2; 21 p1 = p2; 22 p2 = L2; 23 } 24 else
25 { 26 p1 = p1->next; 27 } 28 } 29 if(p1->next == NULL) //L2可能还有未处理的结点,直接加在L1尾部即可
30 { 31 p1->next = p2; 32 } 33
34 return dummy.next; 35 }
单链表的归并排序:
1 ListNode *listMergeSort(ListNode *head) 2 { 3 if(head == NULL || head->next == NULL) //链表为空,或者只有一个结点,直接返回
4 return head; 5
6 ListNode *slow = head, *fast = head; 7 while(fast->next != NULL && fast->next->next != NULL) 8 { 9 fast = fast->next->next; 10 slow = slow->next; 11 } 12
13 ListNode *leftHead = head, *rightHead = slow->next; 14 slow->next = NULL; //需要把左半链表的尾结点的next赋空值,所以用一个变量来记录右半链表的头
15
16 leftHead = listMergeSort(leftHead); 17 rightHead = listMergeSort(rightHead); 18
19 return mergeSortedList(leftHead, rightHead); 20 }