[原创]二路归并排序针对单向链表的场景（java版）

二路归并排序最常用的场景是数组，那么如果数据结构采用单向链表呢？如何实现？

基本思想是一样的，对比数组场景，需要注意一下几点：

①在合并阶段：merge(..)合并两个已经有序的链表时，要比数组更简单些；

②在递归调用阶段：mergeSort(...)，在该方法里，和数组一样需要确定中间位置，然后分为两半，对这两半分别进行递归调用二路归并排序，

　然后得到两个已经排好序的单向链表，最后对这两个单向链表进行合并；

　需要注意之处在于，单链表时，需要将一个单链表拆分成两个单链表，中间的next指针联系需要断开，否则在merge的时候会形成环，从而导致无限循环下去；

 ③该单链表的场景，时间复杂度还是O（N*log2N）,但空间复杂度从O（n）减为了O（1）;

具体代码如下：

　　//合并阶段：合并两个已经排好序的单向链表
　　private ListNode merge(ListNode head1, ListNode head2) {
        ListNode head = new ListNode(0);
        ListNode p = head;
        ListNode p1 = head1;
        ListNode p2 = head2;
        while (p1 != null && p2 != null) {
            if (p1.val < p2.val) {
                p.next = p1;
                p1 = p1.next;
            } else {
                p.next = p2;
                p2 = p2.next;
            }
            p = p.next;
        }
        while (p1 != null) {
            p.next = p1;
            p1 = p1.next;
            p = p.next;
        }
        while (p2 != null) {
            p.next = p2;
            p2 = p2.next;
            p = p.next;
        }
        p.next = null;
        return head.next;
    }

　　//递归调用阶段
 　private ListNode mergeSort(ListNode low, ListNode high, int n) {
        ListNode head = low;
        ListNode leftH = null;
        ListNode rightH = null;
        if (low != high) {
            ListNode mid = getIndexof(low, n / 2);
            //注意这里将其拆分为了两个链表，必须将两个链表之间的联系进行断开，否则会无线循环
            ListNode midNext = mid.next;
            mid.next = null;
            leftH = mergeSort(low, mid, n / 2);
            rightH = mergeSort(midNext, high, n - n / 2);
            head = merge(leftH, rightH);
        }
        return head;
    }

　　//辅助函数，从low结点出发，返回第n个结点位置(包括low结点)
    private ListNode getIndexof(ListNode low, int n) {
        ListNode p = low;
        while (n-- != 1) {
            p = p.next;
        }
        return p;
    }

　　//通过调用归并排序mergeSort(..)进行排序单链表
　　//这里为了确定该单向链表最后一个结点以及结点总数，进行了遍历，但这并不影响时间复杂度为O（N*log2N）
　　public ListNode sortList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null)
            return head;

        int n = 1;
        ListNode p = head;
        while (p.next != null) {
            p = p.next;
            n++;
        }
        return mergeSort(head, p, n);
　　}