归并排序能够有两种思路----top-down 和 bottom-up

top-down:

递归实现,将数组分成两半。分别处理。再合并。

伪代码例如以下:

split ( A[], l, r)
{
if ( r - l < 2) return;
m = (r + l) / 2;
split ( A, l, m); //split A[l…m-1]
split ( A, m, r); //split A[m…r-1]
merge ( A, l, m, e); //merge A[l…m-1] and A[m…e-1]
}

bottom-up:

循环实现。将数组看做n个长度为1的组数组。

用width控制每次merge的子数组长度。width每次翻倍

伪代码例如以下:

sort ( A[], n)
{
for (width = 1; width < n; width *= 2)
{
for (i = 0; i < n; i += 2 * width)
{
merge(A, i, min(i + width, n), min(i + 2 * width, n));
}
}
}

Sort list中使用链表。不能在O(1)的时间内訪问随意节点,同一时候注意要处理尾部节点的next,置为NULL

和上面的伪代码类似,首先实现merge函数:

    ListNode * merge(ListNode * h1, int s1, ListNode * h2, int s2)
{
if (h2 == NULL) return h1;
ListNode * h;
if (h1->val < h2->val)
h = advance(h1, s1);
else
h = advance(h2, s2);
ListNode * cur = h;
while (s1 && s2)
{
if (h1->val < h2->val)
cur->next = advance(h1, s1);
else
cur->next = advance(h2, s2);
cur = cur->next;
}
if (s1)
{
cur->next = h1;
while(s1) advance(h1, s1);
}
if (s2)
{
cur->next = h2;
while(s2) advance(h2, s2);
}
return h;
} ListNode * advance(ListNode * (& n), int & size)
{
ListNode * temp = n;
if (size == 1) n->next = NULL;
n = n->next;
size--;
return temp;
}

同一时候实现工具函数,訪问任何位置节点

ListNode * getNode(ListNode * head, int len)
{
while (len -- && head) head = head->next;
return head;
}

循环版本号主函数例如以下:

ListNode *sortList(ListNode *head) {
ListNode * cur = head;
int size = 0;
while (cur)
{
size ++;
cur = cur->next;
} ListNode * pre;
for (int w = 1; w <= size; w *= 2)
{
cur = head;
for (int i = 0; i < size; i+= w*2)
{
ListNode * h1 = cur, * h2 = getNode(cur, w), * next = getNode(cur, 2 * w);
cur = merge(h1, min(w, size - i), h2, min(w, size - i - w));
if (i == 0)
head = cur;
else
pre->next = cur;
pre = getNode(cur, min(2 * w, size - i) - 1);
cur = next;
}
}
return head;
}

递归版本号主函数例如以下:

    ListNode *sortList(ListNode *head) {
ListNode * cur = head;
int size = 0;
while (cur)
{
size ++;
cur = cur->next;
}
return sort(head, size - size / 2, getNode(head, size - size / 2), size / 2);
} ListNode * sort(ListNode * h1, int s1, ListNode * h2, int s2)
{
if (s1 == 0) return h2;
if (s2 == 0) return h1;
h1 = sort(h1, s1 - s1 / 2, getNode(h1, s1 - s1 / 2), s1 / 2);
h2 = sort(h2, s2 - s2 / 2, getNode(h2, s2 - s2 / 2), s2 / 2);
return merge(h1, s1, h2, s2);
}

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