leetcode链表之排序

147、对链表进行插入排序

题目：

给定单个链表的头 head ，使用 插入排序 对链表进行排序，并返回 排序后链表的头 。

插入排序 算法的步骤:

• 插入排序是迭代的，每次只移动一个元素，直到所有元素可以形成一个有序的输出列表。
• 每次迭代中，插入排序只从输入数据中移除一个待排序的元素，找到它在序列中适当的位置，并将其插入。
• 重复直到所有输入数据插入完为止。

对链表进行插入排序

示例1：

输入: head = [4,2,1,3]
输出: [1,2,3,4]

示例2：

输入: head = [-1,5,3,4,0]
输出: [-1,0,3,4,5]

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思路：

由于是插入排序，可以模拟数组插入排序，记录已排序序列的最后一个值，如果当前值小于这个值，说明需要将当前值插入到已排序序列中，那么从头开始比较，找到可以插入值的位置进行插入。

class Solution:
    def insertionSortList(self, head: ListNode) -> ListNode:
        if not head or not head.next: return head
        vHead = ListNode(0, head)
        curSorted = head # 已排序的结点
        cur = head.next # 当前遍历到的结点
        while cur:
            # 排序值小于当前值，说明当前是有序的，让排序值后移即可
            if curSorted.val <= cur.val:
                curSorted = curSorted.next
            else:
                # 遍历找到可以插入的位置
                prev = vHead
                while prev.next.val <= cur.val:
                    prev = prev.next
                # 记录当前值的下一个指针，避免指针丢失
                curSorted.next = cur.next
                # 进行插入
                cur.next = prev.next
                prev.next = cur
            # 将当前指针恢复到之前循环的位置
            cur = curSorted.next
        return vHead.next

148、排序链表

题目

给你链表的头结点 head ，请将其按 升序 排列并返回 排序后的链表 。

示例1：

输入：head = [4,2,1,3]
输出：[1,2,3,4]

示例2：

输入：head = [-1,5,3,4,0]
输出：[-1,0,3,4,5]

示例3：

输入：head = []
输出：[]

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思路

采用归并思想进行链表排序

class Solution:
        # 找到链表中间
    def getMedian(self, left, right):
        slow = fast = left
        while fast != right and fast.next != right:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
        return slow
        # 合并链表
    def merge(self, l1, l2):
        cur = vHead = ListNode()
        while l1 and l2:
            if l1.val <= l2.val:
                cur.next = l1
                l1 = l1.next
            else:
                cur.next = l2
                l2 = l2.next
            cur = cur.next
        cur.next = l1 or l2
        return vHead.next
        # 采用归并排序
    def mergeSort(self, left, right):
        if not left: return left
        # 如果左节点的下一个节点指向右节点，说明当前只有一个结点，可以将后续结点置空，返回进行排序
        if left.next == right:
            left.next = None
            return left
        mid = self.getMedian(left, right)
        return self.merge(self.mergeSort(left, mid), self.mergeSort(mid, right))

    def sortList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        if not head: return head
        return self.mergeSort(head, None)