leetcode148. 排序链表

方法1:插入方法进行改进

class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        /*
        想法：设置两个指针first,last分别指向当前有序子链表的头和尾节点；
        并遍历链表，当遍历到的节点值大于last的值时，就将该节点插入到有序子链表表尾
        值小于first时，插入到子链表表头，处于二者中间时，就遍历进行插入
        */
        if(head == null)
            return null;
        ListNode first = head,last = head;
        ListNode p = head.next;
        head.next = null;
        while(p != null){
            ListNode temp = p.next;
            if(p.val >= last.val){
            //插入表尾
                last.next = p;
                p.next = null;
                last = p;
            }else if(p.val <= first.val){
            //插入表头
                p.next = first;
                first = p;
            }else{
            // 遍历进行插入
                for(ListNode q = first;q != last ;q = q.next){
                    if(q.next.val > p.val){
                        p.next = q.next;
                        q.next = p;
                        break;
                    }
                }
            }  
            p = temp;
        }
 
        return first;
    }
}

方法2:自顶向下的归并排序

归并排序的时间复杂度问题：在每一层中进行寻找中间节点+有序链表进行两两合并都需要2n,而归并排序总共会进行logn层处理，因此最终的时间复杂度就是O(nlogn)。

class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        /*
            自顶向下的归并排序：首先寻找中间节点，在利用归并排序将当前需要排序的链表进行两两分别排序，
            最后在通过合并两个有序链表的方式以及递归的方式进行排序。
        */
        if(head == null)
            return null;
        return sortSubList(head,null);
    }
 
    //将链表进行排序(tail指向)
    public ListNode sortSubList(ListNode head,ListNode tail){
        if(head.next == null)
            return head;
        if(head.next == tail){
            head.next = null;
            return merge(head,tail);
        }
        //先找到链表的中间节点
        ListNode slow = head,fast = head.next.next;
        while(fast != tail){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
            if(fast != tail)
                fast = fast.next;
        }
        //将左边的子链表表尾指向空指针，右边子链表表尾本就是空指针
        ListNode subHead2 = slow.next;
        slow.next = null;
        ListNode head1 = sortSubList(head,slow);
        ListNode head2 = sortSubList(subHead2,tail);
        return merge(head1,head2);
    }
 
    //将两个子链表进行排序并合并返回合并后的链表头节点
    //判断是否到了尾,即是否到了空节点即可
    public ListNode merge(ListNode head1,ListNode head2){
        ListNode head = new ListNode(-1,null); 
        ListNode temp = head,temp1 = head1,temp2 = head2;
        while(temp1 != null && temp2 != null){
            if(temp1.val < temp2.val){
                temp.next = temp1;
                temp1 = temp1.next;
            }else{
                temp.next = temp2;
                temp2 = temp2.next;
            }
            temp = temp.next;
        }
 
        while(temp1 != null){
            temp.next = temp1;
            temp1 = temp1.next;
            temp = temp.next;
        }
 
        while(temp2 != null){
            temp.next = temp2;
            temp2 = temp2.next;
            temp = temp.next;
        }
 
        return head.next;
    }
}

 方法3：自底向上的归并排序

class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        /*
            自顶向下的归并排序：首先寻找中间节点，在利用归并排序将当前需要排序的链表进行两两分别排序，
            最后在通过合并两个有序链表的方式以及递归的方式进行排序。
        */
        if(head == null)
            return null;
        //遍历链表获取链表长度
        int length = 0;
        ListNode p = head;
        while(p != null){
            length++;
            p = p.next;
        }
        ListNode hair = new ListNode(-1,head);
        for(int subLength = 1;subLength < length;subLength *= 2){
            //开始遍历链表，获取子链表，并两两合并
            ListNode pre = hair, cur = hair.next;
            while(cur != null){
                //获取一个的子链表
                ListNode head1 = cur;
                for(int i = 1;i < subLength && cur.next !=null;i++){
                    cur = cur.next;
                }
                ListNode head2 = cur.next;
                cur.next = null;
                cur = head2;
                //再获取一个子链表
                for(int i = 1;i < subLength && cur!=null;i++){
                    cur = cur.next;
                }
                if(cur != null){
                    ListNode temp = cur.next;
                    cur.next = null;
                    cur = temp;
                }
                ListNode mergeResult = merge(head1,head2);
                //pre指针指向当前两个子链表的前面的一个节点
                pre.next = mergeResult;
                while(pre.next != null)
                    pre = pre.next;
            }
        }
 
        return hair.next;
    }
 
 
 
    //将两个子链表进行排序并合并返回合并后的链表头节点
    //判断是否到了尾,即是否到了空节点即可
    public ListNode merge(ListNode head1,ListNode head2){
        ListNode head = new ListNode(-1,null); 
        ListNode temp = head,temp1 = head1,temp2 = head2;
        while(temp1 != null && temp2 != null){
            if(temp1.val < temp2.val){
                temp.next = temp1;
                temp1 = temp1.next;
            }else{
                temp.next = temp2;
                temp2 = temp2.next;
            }
            temp = temp.next;
        }
 
        while(temp1 != null){
            temp.next = temp1;
            temp1 = temp1.next;
            temp = temp.next;
        }
 
        while(temp2 != null){
            temp.next = temp2;
            temp2 = temp2.next;
            temp = temp.next;
        }
 
        return head.next;
    }
}