技術標籤：# LeetCode連結串列資料結構演算法

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老規矩–妹妹鎮樓：

一． 題目

（一） 題幹

給你連結串列的頭結點 head ，請將其按 升序 排列並返回 排序後的連結串列 。

進階：

你可以在 O(n log n) 時間複雜度和常數級空間複雜度下，對連結串列進行排序嗎？

（二） 示例

輸入：head = [4,2,1,3]
輸出：[1,2,3,4]

二． 題解

（一） 思路

之前我們使用插入排序對連結串列進行了排序，時間複雜度為O(n2)，這裡我們使用歸併排序進行優化，將時間複雜度降低到O(nlogn)。歸併排序需要找到連結串列的中間節點，中間節點通過快慢指標來獲取，然後對兩邊的連結串列分別進行遞迴歸併排序，將兩個排好序的連結串列再整合起來，整合的過程就是簡單的判斷大小，將小的節點新增到新的連結串列中。

（二） 程式碼

Java：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public
 
 ListNode sortList(ListNode head) {
        

        // 歸併排序
        // 尾部是null
        return sortList(head, null);
    }

    public ListNode sortList(ListNode head, ListNode tail){
        if(head == null){
            return head;
        }
        if(head.next == tail){
            head.next = null;
 

            return head;
        }
        // 找到中間節點
        ListNode low = head, fast = head;
        while(fast != tail){
            fast = fast.next;
            low = low.next;
            if(fast != tail){
                fast = fast.next;
            }
        }
        ListNode mid = low;
        ListNode s1 = sortList(head, mid);
        ListNode s2 = sortList(mid, tail);
        // 歸併兩個佇列
        ListNode sorted = merge(s1, s2);
        return sorted;
    }

    // 正常的歸併演算法
    public ListNode merge(ListNode head1, ListNode head2){
        ListNode dumHead = new ListNode(0);
        ListNode temp = dumHead, 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;
        }
        if(temp1 != null){
            temp.next = temp1;
        }else if(temp2 != null){
            temp.next = temp2;
        }
        return dumHead.next;
    }
}