对链表进行插入排序
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题目描述
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。
下面是插入排序算法的一个图形示例。部分排序的列表(黑色)最初只包含列表中的第一个元素。每次迭代时,从输入数据中删除一个元素(红色),并就地插入已排序的列表中。
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]
提示:
- 列表中的节点数在
[1, 5000]
范围内 -5000 <= Node.val <= 5000
代码结果
运行时间: 192 ms, 内存: 16.5 MB
/*
题目思路:
1. 将链表的节点值收集到一个列表中。
2. 使用 Java Stream 对列表进行排序。
3. 将排序后的值重新转换回链表。
*/
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) { val = x; }
}
public class Solution {
public ListNode insertionSortList(ListNode head) {
if (head == null || head.next == null) return head;
List<Integer> list = new ArrayList<>();
ListNode curr = head;
while (curr != null) {
list.add(curr.val);
curr = curr.next;
}
list = list.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
ListNode dummy = new ListNode(0);
curr = dummy;
for (int val : list) {
curr.next = new ListNode(val);
curr = curr.next;
}
return dummy.next;
}
}
解释
方法:
该题解使用插入排序的思想对链表进行排序。具体步骤如下:
1. 首先判断链表是否为空或者只有一个节点,如果是则直接返回。
2. 创建一个虚拟头节点dummy,指向原始链表的头节点。
3. 用last_sorted表示已排序部分的最后一个节点,初始为头节点。
4. 用cur表示当前需要插入的节点,初始为头节点的下一个节点。
5. 遍历cur节点,对于每个cur节点:
- 如果cur节点的值大于last_sorted节点的值,说明cur应该插入到已排序部分的最后,将last_sorted后移一位。
- 否则,从dummy节点开始遍历已排序部分,找到第一个大于cur的节点pre,将cur插入到pre之前。
6. 重复步骤5直到cur为空。
7. 返回dummy.next作为排序后的链表头节点。
时间复杂度:
O(n^2)
空间复杂度:
O(1)
代码细节讲解
🦆
为什么在处理插入排序时需要使用虚拟头节点`dummy`,直接使用原链表的头节点是否可行?
▷🦆
在插入排序中,如何确保在将`cur`节点插入到新位置时,不会丢失链表中的其他节点?
▷🦆
当`cur`的值小于`last_sorted`的值时,为什么需要从虚拟头节点`dummy`开始遍历以找到插入位置,而不是从`last_sorted`或其他节点开始?
▷🦆
在插入排序过程中,如果`cur`节点需要插入到`last_sorted`之前,为什么还需要将`cur`从原来的位置移除?
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