歸並排序,時間復雜度nlogn


思路:
/*
   考點:
   1. 快慢指針;2. 歸並排序。
   此題經典,需要消化吸收。
   復雜度分析:
              T(n)            拆分 n/2, 歸並 n/2 ,一共是n/2 + n/2 = n
             /    \           以下依此類推:
           T(n/2) T(n/2)      一共是 n/2*2 = n
          /    \  /     \
         T(n/4) ...........   一共是 n/4*4 = n
 
        一共有logn層,故復雜度是 O(nlogn)
因為題目要求復雜度為O(nlogn),故可以考慮歸並排序的思想。
歸並排序的一般步驟為:
1)將待排序數組(鏈表)取中點並一分為二;
2)遞歸地對左半部分進行歸並排序;
3)遞歸地對右半部分進行歸並排序;
4)將兩個半部分進行合並(merge),得到結果。
 
所以對應此題目,可以划分為三個小問題:
1)找到鏈表中點 (快慢指針思路,快指針一次走兩步,慢指針一次走一步,快指針在鏈表末尾時,慢指針恰好在鏈表中點);
2)寫出merge函數,即如何合並鏈表。 (見merge-two-sorted-lists 一題解析)
3)寫出mergesort函數,實現上述步驟。
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class Solution {
public :
     ListNode* findMiddle(ListNode* head){
         ListNode* chaser = head;
         ListNode* runner = head->next;
         while (runner != NULL && runner->next != NULL){
             chaser = chaser->next;
             runner = runner->next->next;
         }
         return chaser;
     }
     
  ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
         if (l1 == NULL){
             return l2;
         }
         if (l2 == NULL){
             return l1;
         }
         ListNode* dummy =  new ListNode(0);
         ListNode* head = dummy;
         while (l1 != NULL && l2 != NULL){
             if (l1->val > l2->val){
                 head->next = l2;
                 l2 = l2->next;
             }
             else {
                 head->next = l1;
                 l1 = l1->next;
             }
             head = head->next;
         }
         if (l1 == NULL){
             head ->next = l2;
         }
         if (l2 == NULL){
             head->next = l1;
         }
         return dummy->next;
     }
     
     ListNode* sortList(ListNode* head) {
         if (head == NULL || head ->next == NULL){
             return head;
         }
         ListNode* middle = findMiddle(head);
         ListNode* right = sortList(middle->next);
         middle -> next = NULL;
         ListNode* left = sortList(head);
         return mergeTwoLists(left, right);
     }
};

 


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