牛客-NC70-单链表的排序

方法一：归并排序（递归）

思路：这道题考察链表排序问题，朴素解法（暴力解）是直接遍历存值再遍历修改值；但更容易打动面试官的可能是归并排序了吧。
我们分两步完成该题，首先是分割，怎么分？需要使用快慢指针去寻找链表的中点，然后以中点为分割点，将链表分为左链表和右链表。再递归进行分割，当head == null || head.next == null达到递归终止条件。如下图的递归终止图，ps：图片来自于K神。
举个例子：left = 3， right = 2时，此时，我们需要进行归并排序，也就是图中的merge操作，合并结束后进行回调，最终我们能够完成整个链表的排序。可以写出以下代码：

import java.util.*;

/* * public class ListNode { * int val; * ListNode next = null; * } */

public class Solution {
   
    /** * * @param head ListNode类 the head node * @return ListNode类 */
    public ListNode sortInList (ListNode head) {
   
        // write code here
        if (head == null || head.next == null) {
   
            return head;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (fast != null && fast.next != null) {
   
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        ListNode mid = slow.next; // 后半部分
        slow.next = null;

        ListNode left = sortInList(head); // 左部分
        ListNode right = sortInList(mid); // 右部分
        ListNode hummyNode = new ListNode(-1);
        ListNode cur = hummyNode;
        while (left != null && right != null) {
   
            if (left.val >= right.val) {
   
                cur.next = right;
                right = right.next;
            } else {
   
                cur.next = left;
                left = left.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = left != null ? left : right;
        return hummyNode.next;
    }
}

时间复杂度： O(nlogn)，归并排序时间复杂度。
空间复杂度： O(logn)，递归调用函数将带来O(logn)的空间复杂度。
总结：这道题归并方法应该算是最优解，但递归的归并排序并不是最优解，这里分享给大家一个能够达到O(1)的空间复杂度的归并方法，K神。