AcWing 1451 单链表快速排序
题目 给定一个单链表,请使用快速排序算法对其排序
【面试题|面试题——单链表快速排序】要求:期望平均时间复杂度为O(nlogn)
,期望额外空间复杂度为O(logn)
思考题: 如果只能改变链表结构,不能修改每个节点的val
值该如何做呢
数据范围 链表中的所有数大小均在int
范围内,链表长度在[0, 10000]
输入样例:
[5, 3, 2]
输出样例:
[2, 3, 5]
思路 ? 首先我们要思考快排的思想
? 快排就是选定一个目标值,将比目标值小的都放在左边,比目标值大的都放在右边,然后递归处理左边和右边,最后将三者(还有等于目标值的可能)合并,那在链表中如何实现快排呢
? 很简单,我们要定义三个链表,分别代表
left、mid、right
,我们设定一个目标值,假设为int val = head->val
,通过遍历原链表,我们将比val
小的放在left
后,将比val
大的放在right
后,相等的放在mid
后,然后递归处理left
和right
,最后将三者连接即可? 这里需要注意几个细节,因为三个链表的表头指针我们后面会用到,所以我们需要一个变量来记录每个链表尾节点的指针:
ltail、mtail、rtail
,通过这三个指针,我们可以实现向链表尾插入数据;在遍历链表结束后,要将三个尾指针指空,否则系统无法判断链表是否结束了,下面是代码代码
class Solution {
public:
ListNode* quickSortList(ListNode* head) {
if (!head || !head->next) return head;
auto left = new ListNode(-1), mid = new ListNode(-1), right = new ListNode(-1);
auto ltail = left, mtail = mid, rtail = right;
int val = head->val;
for (auto p = head;
p;
p = p->next) {
if (p->val < val) ltail = ltail->next = p;
else if (p->val == val) mtail = mtail->next = p;
else rtail = rtail->next = p;
}
ltail->next = rtail->next = mtail->next = NULL;
left->next = quickSortList(left->next);
right->next = quickSortList(right->next);
auto lh = left;
while (lh->next) lh = lh->next;
lh->next = mid->next;
while (lh->next) lh = lh->next;
lh->next = right->next;
return left->next;
}
};
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