148. 排序链表（Java）（归并排序链表）

1 题目

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

来源：力扣（LeetCode）
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2 Java

2.1 方法一（归并排序）

该题是两道题的组合
876. 链表的中间结点
面试题25. 合并两个排序的链表（21. 合并两个有序链表）

即
链表归并排序 = 获取 链表的中间节点 + 合并/串接 2个有序链表
稍有不同在于，若链表有奇数 2n+1 个节点，此处获取的是第 n 个节点

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        // 递归结束
        if(head == null || head.next == null)   return head;

        // 找到中点，切分链表
        ListNode middlePre = middleList(head);
        ListNode middle = middlePre.next;
        middlePre.next = null;

        // 分
        ListNode l1 = sortList(head);       // ！！！注意sortList有返回值
        ListNode l2 = sortList(middle);     // ！！！注意sortList有返回值
        // 治
        return mergeTwoLists(l1, l2);       // ！！！注意mergeTwoLists有返回值
    }

    // 获取链表的中间节点
    // 876. 链表的中间结点
    public ListNode middleList(ListNode l){
        ListNode slow = l;
        ListNode fast = l;

    	 while(fast.next != null && fast.next.next != null){
    		 slow = slow.next;
    		 fast = fast.next.next;
    	 }

        return slow;
    }

    // 合并（串接）2个有序链表
    // 21. 合并两个有序链表（面试题25. 合并两个排序的链表）
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2){
        ListNode head = new ListNode(0);
        ListNode l = head;

        // 经典的双指针 while if else
        while(l1 != null && l2 != null){
            if(l1.val <= l2.val){
                l.next = l1;
                l = l.next;
                l1 = l1.next;
            }
            else if(l2.val < l1.val){
                l.next = l2;
                l = l.next;
                l2 = l2.next;
            }
        }
        // 长链表未遍历完，将其挂上
        l.next = (l1 != null) ? l1 : l2;

        return head.next;
    }
}