LeetCode & 剑指offer 经典题目总结——排序

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1.合并两个有序链表

将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

示例：

输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4

解法：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        //新建一个空的头结点方便处理
        ListNode head=new ListNode(-1);
        //归并后的链表
        ListNode p=head;
        while(l1!=null && l2!=null){
            if(l1.val<l2.val){
                p.next=l1;
                l1=l1.next;
            }else{
                p.next=l2;
                l2=l2.next;
            }
            p=p.next;
        }
        if(l1!=null){
            p.next=l1;
        }
        if(l2!=null){
            p.next=l2;
        }
        return head.next;
    }
}

2.排序链表

在O(nlogn)时间复杂度和常数级空间复杂度下，对链表进行排序。
示例:

输入: 4->2->1->3
输出: 1->2->3->4

解法：

采用归并排序：

1. 找到链表中点（快慢指针法）
2. 分别排序左半部分和右半部分
3. 归并

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head){
        if(head==null|| head.next==null){
            return head;
        }
        ListNode middle=findMiddle(head);
        //排序右半边链表
        ListNode right=sortList(middle.next);
        middle.next=null;
        //排序左半边链表
        ListNode left=sortList(head);
        //归并
        return mergeTwoLists(left,right);
    }
    //快慢指针，慢指针一次走一步，快指针一次走两步，快指针达到末尾时，慢指针刚好在中间
    private ListNode findMiddle(ListNode list){
        ListNode chaser=list;
        ListNode runner=chaser.next;
        //结点数为偶数时，chaser停在前半部分链表节点的尾结点
        while(runner.next!=null && runner.next.next!=null){
            chaser=chaser.next;
            runner=runner.next.next;
        }
        return chaser;
    }
    //归并两个有序链表
    private ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        //新建一个空的头结点方便处理
        ListNode head=new ListNode(-1);
        //归并后的链表
        ListNode p=head;
        while(l1!=null && l2!=null){
            if(l1.val<l2.val){
                p.next=l1;
                l1=l1.next;
            }else{
                p.next=l2;
                l2=l2.next;
            }
            p=p.next;
        }
        if(l1!=null){
            p.next=l1;
        }
        if(l2!=null){
            p.next=l2;
        }
        return head.next;
    }
}