Sort List

Sort a linked list in O(n log n) time using constant space complexity.

Input : 1 -> 5 -> 4 -> 3

Returned list : 1 -> 3 -> 4 -> 5

Method:

Use merge sort

Solution:

Time: O(nlogn)
Space: O(1) or O(logn)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     public int val;
 *     public ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; next = null; }
 * }
 */
public class Solution {
    private ListNode mergeSorted(ListNode A, ListNode B) {
        if (A == null) return B;
        if (B == null) return A;
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode p = dummy;
        while (A != null && B != null) {
            if (A.val <= B.val) {
                p.next = A;
                A = A.next;
            } else {
                p.next = B;
                B = B.next;
            }
            p = p.next;
        }
        if (A != null) p.next = A;
        if (B != null) p.next = B;
        return dummy.next;
    }
    
    private ListNode findMid(ListNode A) {
        if (A == null || A.next == null) return A;
        ListNode slow = A;
        ListNode fast = A.next.next;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        ListNode mid = slow.next;
        slow.next = null;
        return mid;
    }
    
    public ListNode sortList(ListNode A) {
        if (A == null || A.next == null) return A;
        ListNode mid = findMid(A);
        ListNode sortedFirst = sortList(A);
        ListNode sortedSecond = sortList(mid);
        return mergeSorted(sortedFirst, sortedSecond);
    }
}