148. Sort List

.cpp

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* sortList(ListNode* head) {
        
        if(head == NULL || head->next == NULL){
            return head;
        }
        // 使用 merge sort 的 top down 方法，才符合提題目
        // time : O(nlogn)
        // space : O(1)
        // top down 是將 list 拆分成個位數，然後在兩兩合併
        
        // 1. 將 list 拆分成 left(l1) 與 right(l2)
        
        ListNode* slow = head;
        ListNode* fast = head->next;
        ListNode* l1;
        ListNode* l2;
        
        while(fast && fast->next){
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        
        ListNode* temp = slow->next;
        slow->next = NULL;
        
        l1 = head;
        l2 = temp;
        
        // merge l1 與 l2
        return merge(sortList(l1), sortList(l2));
    }
private:
    ListNode* merge(ListNode* l1, ListNode* l2){
        
        // 會需要一個 temp 的原因，如果沒有它 dummy 會需要一直改變
        // ex. dummy = dummy->next; 
        // 所以需要一個 temp 來替代它。
        ListNode* dummy = new ListNode(-1);
        ListNode* temp = dummy;
        
        while(l1 && l2){
            if(l1->val < l2->val){
                temp->next = l1; 
                l1 = l1->next;
            }else{
                temp->next = l2;
                l2 = l2->next;
            }
            
            temp = temp->next;
        }
        
        if(l1) temp->next = l1;
        if(l2) temp->next = l2;
        
        return dummy->next;
    }
};