排序链表-归并排序
给你链表的头结点 head ，请将其按 升序 排列并返回 排序后的链表 。
示例 1：
输入：head = [4,2,1,3]
输出：[1,2,3,4]
示例 2：
输入：head = [-1,5,3,4,0]
输出：[-1,0,3,4,5]
示例 3：输入：head = []
输出：[]提示：
链表中节点的数目在范围 [0, 5 * 1 0 4 10^4 104] 内
− 1 0 5 -10^5 −105 <= Node.val <= 1 0 5 10^5 105进阶：你可以在 O(n log n) 时间复杂度和常数级空间复杂度下，对链表进行排序吗？
链表节点的数目很多，用插入排序会超时。不过把插入排序代码写下：
def insertionSortList(self, head: ListNode) -> ListNode:
if not head:
return head
dummyHead = ListNode(0)
dummyHead.next = head
lastSorted = head
curr = head.next
while curr:
if lastSorted.val <= curr.val:
lastSorted = lastSorted.next
else:
prev = dummyHead
while prev.next.val <= curr.val:
prev = prev.next
lastSorted.next = curr.next
curr.next = prev.next
prev.next = curr
curr = lastSorted.next
return dummyHead.next
对链表自顶向下归并排序的过程如下。
-
找到链表的中点，以中点为分界，将链表拆分成两个子链表。寻找链表的中点可以使用快慢指针的做法，快指针每次移动 2 步，慢指针每次移动 1 步，当快指针到达链表末尾时，慢指针指向的链表节点即为链表的中点。
-
对两个子链表分别排序。
-
将两个排序后的子链表合并，得到完整的排序后的链表。可以使用「21. 合并两个有序链表」的做法，将两个有序的子链表进行合并。
上述过程可以通过递归实现。递归的终止条件是链表的节点个数小于或等于 1，即当链表为空或者链表只包含 1 个节点时，不需要对链表进行拆分和排序。
class Solution:
def sortList(self, head: ListNode) -> ListNode:
def sortFunc(head: ListNode, tail: ListNode) -> ListNode:
if not head:
return head
if head.next == tail:
head.next = None
return head
slow = fast = head
while fast != tail:
slow = slow.next
fast = fast.next
if fast != tail:
fast = fast.next
mid = slow
return merge(sortFunc(head, mid), sortFunc(mid, tail))
def merge(head1: ListNode, head2: ListNode) -> ListNode:
dummyHead = ListNode(0)
temp, temp1, temp2 = dummyHead, head1, head2
while temp1 and temp2:
if temp1.val <= temp2.val:
temp.next = temp1
temp1 = temp1.next
else:
temp.next = temp2
temp2 = temp2.next
temp = temp.next
if temp1:
temp.next = temp1
elif temp2:
temp.next = temp2
return dummyHead.next
return sortFunc(head, None)
参考
https://leetcode.cn/problems/sort-list/solution/pai-xu-lian-biao-by-leetcode-solution/
https://leetcode.cn/problems/insertion-sort-list/solution/dui-lian-biao-jin-xing-cha-ru-pai-xu-by-leetcode-s/