利用归并算法对链表进行排序

/**

* Definition for singly-linked list.

* struct ListNode {

* int val;

* ListNode *next;

* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}

* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}

* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}

* };这里是链表的基本定义

*/

class Solution {

public:

ListNode* sortList(ListNode* head) {

if(head==nullptr||head->next==nullptr)return head;//对头指针进行判断

//利用快慢指针找到中间值mid

ListNode* slow=head;

ListNode* fast=head->next;

while(fast!=nullptr&&fast->next!=nullptr){

slow=slow->next;

fast=fast->next->next;

}

ListNode *mid=slow->next;

slow->next=nullptr;

//递归算法

ListNode* left=sortList(head);

ListNode* right=sortList(mid);

//将mid左右的链表进行合并

return merge(left,right);

}

private:

ListNode* merge(ListNode* l1,ListNode* l2){

//创建一个哑节点

ListNode dummy(0);//注意:此时dummy用的是栈上对象而不是堆上对象(即用ListNode而不是ListNode* dummy = new ListNode(0);)

/*原因如下:

栈上对象特点:

1.自动内存管理:函数结束时自动销毁,不需要手动释放

2.高效:栈分配比堆分配快得多

3.安全:不会内存泄漏

堆上对象特点:

1.需要手动管理内存:必须用 delete 释放,否则内存泄漏

2.较慢:堆分配比栈分配慢

3.容易出错:忘记释放会导致内存泄漏

*/

ListNode* tail=&dummy;//用tail接收

while(l1!=nullptr&&l2!=nullptr){

if(l1->val<l2->val){

tail->next=l1;

l1=l1->next;

}

else{

tail->next=l2;

l2=l2->next;

}

tail=tail->next;//尾指针后移

}

// 将剩余节点接到新链表尾部

tail->next=(l1!=nullptr)?l1:l2;//将剩余链表部分接上

return dummy.next;//返回头节点

}

/*

递归过程:

sortList(4→2→1→3)

├─ 找到中点:slow在2,mid=1→3

├─ left = sortList(4→2) → 返回 2→4

│ │

│ ├─ sortList(4→2)

│ │ ├─ 找到中点:slow在4,mid=2

│ │ ├─ left = sortList(4) → 4

│ │ ├─ right = sortList(2) → 2

│ │ └─ merge(4,2) → 2→4

│ │

├─ right = sortList(1→3) → 返回 1→3

│ │

│ ├─ sortList(1→3)

│ │ ├─ 找到中点:slow在1,mid=3

│ │ ├─ left = sortList(1) → 1

│ │ ├─ right = sortList(3) → 3

│ │ └─ merge(1,3) → 1→3

│ │

└─ merge(2→4, 1→3) → 1→2→3→4

*/

};

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