147. Insertion Sort List

Description

1. Sort a linked list using insertion sort.
2. Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity.

这里顺便作为链表排序的总结吧，后期把遇到的链表排序问题都放过来

Solution

这里给出链表的插入排序（leetcode147），链表的快速排序，归并排序(leetcode148)

插入排序

插入排序没什么好说的，按照数组的插入排序的思想，甚至不用算法导论上给出的经典方法，因为链表不用移位。

public ListNode insertionSortList(ListNode head) {
    ListNode p,pre,pre2,plas;
    ListNode node=new ListNode(0);
    boolean flag=false;
    node.next=head;
    pre=node;
    p=head;
    while (p!=null){
        plas=p.next;
        ListNode temp=node.next;
        pre2=node;
        while (temp.next!=plas){
            if(temp.val>p.val){
                pre.next=p.next;
                pre2.next=p;
                p.next=temp;
                flag=true;
                break;
            }
            pre2=temp;
            temp=temp.next;
        }
        if(flag!=true)pre=p;
        else flag=false;
        p=plas;
    }
    return node.next;
}

快速排序

数组的快速排序的思想就是在数组中选择一个元素(一般是边界元素)，将小于该元素的作为一个子数组，将剩下的元素作为另一个子数组，重复该过程，最后将这两个子数组合并返回。时间复杂度的均值是nlgn，空间复杂度在链表这没优势。
这里在leetcode中没有通过（14/15），原因是快排对于有序链表，用上面的思想时间复杂度是O(n^2)，而最后一个test就是有序的…

public ListNode sortList(ListNode head) {
    if(head==null||head.next==null)return head;
    //分组
    ListNode temp=new ListNode(0);
    ListNode parm,p,p2,pre;
    parm=head;
    p=head.next;
    p2=temp;
    pre=head;
    while (p!=null){
        if(p.val<parm.val){
            if(temp.next==null){
                temp.next=p;
                p2=p;
            }else {
                p2.next=p;
                p2=p;
            }
            pre.next=p.next;
        }else {
            pre=p;
        }
        p=p.next;
    }
    p2.next=null;
    //合并
    ListNode l1=sortList(temp.next);
    ListNode l2=sortList(head.next);
    head.next=l2;

    return merge(l1,head);

}

private ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2) {
    ListNode temp=new ListNode(0);
    ListNode p;
    p=temp;
    while (l1!=null&&l2!=null){
        if(l1.val<l2.val){
            p.next=l1;
            l1=l1.next;
        }else {
            p.next=l2;
            l2=l2.next;
        }
        p=p.next;
    }
    if(l1!=null)p.next=l1;
    if(l2!=null)p.next=l2;
    return temp.next;
}

归并排序

原理就是将一个数组等分为两个子数组，继续上述过程，最后合并这两个子数组；和快排差不多，但是对于数组而言，需要开辟O(n)的空间，但是链表就没有了，很适合链表。

public ListNode sortList(ListNode head) {
    if(head==null||head.next==null)return head;

    ListNode pre,slow,fast;
    pre=null;
    slow=fast=head;
    while (fast!=null&&fast.next!=null){
        pre=slow;
        slow=slow.next;
        fast=fast.next.next;
    }
    pre.next=null;
    ListNode l1=sortList(head);
    ListNode l2=sortList(slow);
    return merge(l1,l2);
}

private ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2) {
    ListNode temp=new ListNode(0);
    ListNode p;
    p=temp;
    while (l1!=null&&l2!=null){
        if(l1.val<l2.val){
            p.next=l1;
            l1=l1.next;
        }else {
            p.next=l2;
            l2=l2.next;
        }
        p=p.next;
    }
    if(l1!=null)p.next=l1;
    if(l2!=null)p.next=l2;
    return temp.next;
}