【leetcode hot 100 148】排序序列

解法一：（双重循环）第一个循环head，逐步将head的node加入有序列表；第二个循环在有序列表中找到合适的位置，插入node。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        // 建立一个头节点
        ListNode newHead = new ListNode();
        // 建立辅助指针
        ListNode pre, curr, temp;

        // 把第一个node放进去
        if(head==null){
            return null;
        }
        temp = head.next;
        newHead.next = head;
        head.next = null;
        head = temp;
        
        // 循环
        while(head != null){
            pre = newHead;
            curr = newHead.next;
            while(curr.val<head.val){
                pre = pre.next;
                curr = curr.next;
                if(curr==null){
                    break;
                }
            }
            temp = head.next;
            head.next = curr;
            pre.next = head;
            head = temp;
        }
        return newHead.next;
    }
}

注意：

• 要在第二个循环内判断curr==null，不能在第二个循环while()中判断。即curr==null的判断要先于curr.val<head.val判断。
• 在使用head.next之前，要先判断head==null。

错误原因：

解法二：自顶向下归并排序

对链表自顶向下归并排序的过程如下：

• 找到链表的中点，以中点为分界，将链表拆分成两个子链表。寻找链表的中点可以使用快慢指针的做法，快指针每次移动 2 步，慢指针每次移动 1步，当快指针到达链表末尾时，慢指针指向的链表节点即为链表的中点。
• 对两个子链表分别排序。
• 将两个排序后的子链表合并，得到完整的排序后的链表。可以使用「21. 合并两个有序链表」的做法，将两个有序的子链表进行合并。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        return sortList(head, null);
    }

    public ListNode sortList(ListNode head, ListNode tail){
        // 中止条件
        if(head==null){
            return null;
        }
        if(head.next==tail){
            head.next=null;
            return head;
        }

        // 设置快慢指针找中点
        ListNode faster=head, slower=head;
        while(faster!=tail){
            faster=faster.next;
            slower=slower.next;
            if(faster!=tail){
                faster=faster.next;
            }
        }
        ListNode mid=slower;
        ListNode list1=sortList(head,mid);
        ListNode list2=sortList(mid,tail);
        // 排序两个有序序列
        return merge(list1,list2);
    }

     public ListNode merge(ListNode list1, ListNode list2) {
        ListNode new_list=null;
        if(list1 != null && list2 != null){
            if(list1.val<=list2.val){
                new_list=list1;
                list1=list1.next;
                new_list.next=null;
            }
            else{
                new_list=list2;
                list2=list2.next;
                new_list.next=null;
            }
        }
        else{
            return list1!=null?list1:list2;
        }
        ListNode curr=new_list;
        while(list1 != null && list2 != null){
            if(list1.val<=list2.val){
                ListNode temp = list1.next;
                curr.next=list1;
                list1.next=null;
                list1=temp;
            }
            else{
                ListNode temp = list2.next;
                curr.next=list2;
                list2.next=null;
                list2=temp;
            }
            curr=curr.next;
        }
        if(list1!=null){
            curr.next=list1;
        }
        if(list2!=null){
            curr.next=list2;
        }
        return new_list;
    }
}

注意：

• 中止条件：head==null和head.next==tail
• faster走第二步的时候也要判断faster!=tail