用于链接列表的合并排序的 Java 程序

本文将详细介绍如何使用 Java 编写用于链接列表的合并排序程序。关于合并排序算法的原理和概念，在此不再赘述，读者可自行了解。

实现方法

我们可以使用递归算法来实现链表的合并排序。具体方法如下：

1. 定义一个 mergeSort 方法，输入参数为链表头结点 ListNode，返回值也为 ListNode。

2. 检查链表的长度是否大于1。如果小于等于1，直接返回该链表头结点。

3. 如果链表长度大于1，找到链表的中间结点。可以使用两个指针，一个指针每次移动一步，另一个指针每次移动两步，直到快指针移动到链表尾部或者快指针的下一个结点为链表尾部时，慢指针指向的结点即为链表的中间结点。

4. 将链表分为两个部分，前半部分以中间结点为结尾，后半部分以中间结点的下一个结点为开头。

5. 递归调用 mergeSort 方法对前半部分链表进行排序，返回排序好的链表头结点。

6. 递归调用 mergeSort 方法对后半部分链表进行排序，返回排序好的链表头结点。

7. 将前半部分链表和后半部分链表进行合并。可以使用一个 merge 方法，输入两个链表的头结点，返回合并后的链表的头结点。合并的过程就是不断比较两个链表的头结点，将较小的结点放到新链表中，直到其中一个链表为空。

8. 返回合并好的链表的头结点。

代码

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

        ListNode mid = getMid(head);
        ListNode l1 = head;
        ListNode l2 = mid.next;
        mid.next = null;

        l1 = sortList(l1);
        l2 = sortList(l2);

        return merge(l1, l2);
    }

    private ListNode getMid(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return slow;
    }

    private ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        ListNode cur = dummy;

        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;
        }

        if (l1 != null) {
            cur.next = l1;
        }

        if (l2 != null) {
            cur.next = l2;
        }

        return dummy.next;
    }
}

总结

在本文中，我们通过递归算法实现了用于链接列表的合并排序程序。这种算法虽然不是最优解，但是代码简单易懂，容易实现。读者可以根据自己的需要进行拓展和优化。