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Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity.
解决这个问题让我很是纠结，能不能用快速排序呢？我试了很多次，结果总是超时，甚至在用系统自带的stl时也是这样。为什么呢？事后想想，快速排序没有充分利用链表的连贯性，快速排序要交换值得时候必须要遍历链表。甚至当使用将链表中的值保存到数组，再将利用快速排序算法排序好的数组重新生成链表的方法也会超时！那就是说遍历的次数不能超过1了。
但是如果利用归并排序的话就没有这个问题了。归并排序只需要在merge的时候和分割的时候需要遍历链表，而且这两个情况都不需要遍历整个链表。
链表有一个显著地特点，那就是，只要给出一个起始指针，就能唯一确定一个链表，下面的代码利用了这个特点。
1 class Solution { 2 public: 3 ListNode *sortList(ListNode *head) { 4 if(!head||!head->next) 5 return head; 6 return mergesort(head);} 7 ListNode *mergesort(ListNode *head){ 8 if(!head||!head->next) 9 return head; 10 ListNode *fast; 11 ListNode *slow; 12 ListNode *mid; 13 fast=slow=head; 14 while(fast&&fast->next){ 15 fast=fast->next->next; 16 mid=slow; 17 slow=slow->next; 18 } 19 mid->next=NULL; 20 ListNode *l=mergesort(head);//排序完之后究竟谁在链表的第一个呢？一定是head吗？ 21 ListNode *r=mergesort(slow);//刚开始的时候没有记录返回值，直接用head与slow，错了！ 22 return merge(l,r); 23 24 } 25 26 ListNode *merge(ListNode *l,ListNode *r){ 27 ListNode *temp=new ListNode (0); 28 ListNode *p=temp; 29 while(l&&r){ 30 if(l->val<r->val){ 31 p->next=l; 32 l=l->next; 33 } 34 else{ 35 p->next=r; 36 r=r->next; 37 } 38 p=p->next; 39 } 40 if(!l) 41 p->next=r; 42 else 43 p->next=l; 44 p=temp->next; 45 delete temp; 46 return p; 47 } 48 };
顺便附上第一次的时候利用快速排序的代码，顿时觉得无比的拙劣！
1 //利用了数据结构与算法分析一书 的思路 2 int size(ListNode *head){ 3 int sum=0; 4 while(head!=NULL){ 5 head=head->next; 6 sum++; 7 } 8 return sum; 9 } 10 11 int num(ListNode *head,int pos){ 12 int i; 13 for(i=0;i<pos;i++) 14 head=head->next; 15 return head->val; 16 } 17 void assign(ListNode *head,int pos,int num){ 18 int i; 19 for(i=0;i<pos;i++) 20 head=head->next; 21 head->val=num; 22 } 23 void swap1(ListNode *head,int i,int j){ 24 int temp=num(head,i); 25 assign(head,i,num(head,j)); 26 assign(head,j,temp); 27 } 28 int partition(ListNode *head ,int l,int r,int pivot){ 29 do{ 30 while(num(head,++l)<pivot); 31 while((r!=0)&&num(head,--r)>pivot); 32 swap1(head,l,r); 33 }while(l<r); 34 swap1(head,l,r); 35 return l; 36 } 37 void qsort1(ListNode *head,int i,int j){ 38 if(j<=i) 39 return ; 40 int pivotindex=(i+j)/2; 41 swap1(head,pivotindex,j); 42 int k=partition(head,i-1,j,num(head,j)); 43 swap1(head,k,j); 44 qsort1(head,i,k-1); 45 qsort1(head,k+1,j); 46 } 47 class Solution { 48 public: 49 ListNode *sortList(ListNode *head) { 50 qsort1(head,0,size(head)-1); 51 return head; 52 } 53 };
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原文地址：http://www.cnblogs.com/zhoudayang/p/4083108.html
