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LeetCode 148 排序链表解析：高效归并排序实现

java 2025/7/12 6:12:26

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 。

输入：head = [4,2,1,3]
输出：[1,2,3,4]

代码解析

java

class Solution {public ListNode sortList(ListNode head) {// 递归终止条件：链表为空或只有一个节点if (head == null || head.next == null) {return head;}// 1. 获取链表中点ListNode mid = getMid(head);// 2. 分割链表为两部分ListNode rightHead = mid.next;mid.next = null; // 断开左右链表连接// 3. 递归排序左右子链表ListNode left = sortList(head);ListNode right = sortList(rightHead);// 4. 合并两个已排序的子链表return mergeSort(left, right);}// 合并两个有序链表private ListNode mergeSort(ListNode l1, ListNode l2) {ListNode dummyHead = new ListNode(0); // 哑节点简化操作ListNode cur = dummyHead;// 比较节点值，按升序连接while (l1 != null && l2 != null) {if (l1.val < l2.val) {cur.next = l1;l1 = l1.next;} else {cur.next = l2;l2 = l2.next;}cur = cur.next;}// 连接剩余节点cur.next = (l1 != null) ? l1 : l2;return dummyHead.next;}// 使用快慢指针找到链表中点private ListNode getMid(ListNode head) {ListNode fast = head;ListNode slow = head;// 快指针移动两步，慢指针移动一步while (fast.next != null && fast.next.next != null) {slow = slow.next;fast = fast.next.next;}return slow; // 慢指针指向中点（偶数时偏左）}
}

关键步骤详解

递归终止条件
- 当链表为空 (head == null) 或只有一个节点 (head.next == null) 时，直接返回，无需排序。
获取链表中点（getMid）
- 快慢指针法：快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步。
- 当快指针到达末尾时，慢指针指向中点（链表长度为偶数时指向前半部分最后一个节点）。
分割链表
- 将链表从中点处断开：mid.next = null。
- 左子链表范围：[head, mid]。
- 右子链表范围：[mid.next, 末尾]。
递归排序子链表
- 分别对左右子链表递归调用 sortList，直到子链表满足终止条件。
合并有序链表（mergeSort）
- 创建哑节点 dummyHead 简化链表连接操作。
- 比较两个链表的当前节点值，将较小者接入新链表。
- 当一个链表遍历完成后，将另一个链表的剩余部分直接接入。