LeetCode:148. 排序链表

题目描述：
在 O(n log n) 时间复杂度和常数级空间复杂度下，对链表进行排序。

示例 1:

输入: 4->2->1->3
输出: 1->2->3->4

示例 2:

输入: -1->5->3->4->0
输出: -1->0->3->4->5

解题思想：

• 归并排序法：在动手之前一直觉得空间复杂度为常量不太可能，因为原来使用归并时，都是 O(N)的，
• 需要复制出相等的空间来进行赋值归并。对于链表，实际上是可以实现常数空间占用的（链表的归并
• 排序不需要额外的空间）。利用归并的思想，递归地将当前链表分为两段，然后merge，分两段的方
• 法是使用 fast-slow 法，用两个指针，一个每次走两步，一个走一步，知道快的走到了末尾，然后
• 慢的所在位置就是中间位置，这样就分成了两段。merge时，把两段头部节点值比较，用一个 p 指向
• 较小的，且记录第一个节点，然后 两段的头一步一步向后走，p也一直向后走，总是指向较小节点，
• 直至其中一个头为NULL，处理剩下的元素。最后返回记录的头即可。
• 主要考察3个知识点，
• 知识点1：归并排序的整体思想
• 知识点2：找到一个链表的中间节点的方法
• 知识点3：合并两个已排好序的链表为一个新的有序链表

代码：

//递归排序三部曲：1，快慢指针找中点；2，递归调用mergeSort，3，合并两个链表
//需要注意的点：1.递归调用mergeSort的返回值 2.递归合并链表的写法
class Solution {
public:
    ListNode* sortList(ListNode* head) {
        return mergeSort(head);
    }
    
    ListNode* mergeSort(ListNode* node) {
        if (!node || !node->next) return node;
        //快慢指针
        ListNode* fast = node;
        ListNode* slow = node;
        ListNode* breakN = node;
        while (fast && fast->next) {
            fast = fast->next->next;
            breakN = slow;
            slow = slow->next;
        }
        breakN->next = nullptr;
        ListNode *l1 = mergeSort(node);
        ListNode *l2 = mergeSort(slow);
        return merge(l1, l2);
    }
    
    ListNode* merge(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        //递归到底的情况
        if (l1 == nullptr) return l2;
        if (l2 == nullptr) return l1;
        //分情况递归实现
        if (l1->val <= l2->val) {
            l1->next = merge(l1->next, l2);
            return l1;
        } else {
            l2->next = merge(l2->next, l1);
            return l2;
        }
    }
}

原文链接:https://leetcode-cn.com/problems/sort-list/comments/