题解 | #单链表的排序#

import java.util.*;

/*
 * public class ListNode {
 *   int val;
 *   ListNode next = null;
 *   public ListNode(int val) {
 *     this.val = val;
 *   }
 * }
 */

public class Solution {
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     *
     * @param head ListNode类 the head node
     * @return ListNode类
     */
    public ListNode sortInList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head; // 只有一个节点或空，直接返回
        }

        // 使用快慢指针将链表分为两半
        ListNode mid = getMiddle(head);
        ListNode rightHead = mid.next;
        mid.next = null; // 断开链表，形成两个独立部分

        // 递归排序左右两部分
        ListNode left = sortInList(head);
        ListNode right = sortInList(rightHead);

        // 合并两个已排序的链表
        return mergeTwoLists(left, right);
    }

    // 获取链表中间节点（快慢指针法）
    private ListNode getMiddle(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return slow; // 返回中间节点
    }

    // 合并两个已排序链表
    private ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        ListNode current = dummy;

        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                current.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                current.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            current = current.next;
        }

        // 若有剩余节点，直接链接到结果链表后面
        if (l1 != null) {
            current.next = l1;
        } else {
            current.next = l2;
        }

        return dummy.next;
    }
}