题目描述：148. 排序链表（中等）

给你链表的头结点 head ，请将其按升序排列并返回 排序后的链表 。

LeetCode做题链接：LeetCode-排序链表

示例 1：
在这里插入图片描述

输入：head = [4,2,1,3]
输出：[1,2,3,4]

示例 2：
在这里插入图片描述

输入：head = [-1,5,3,4,0]
输出：[-1,0,3,4,5]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 5 * 104] 内
-105 <= Node.val <= 105

进阶： 你可以在 O(nlog n) 时间复杂度和常数级空间复杂度下，对链表进行排序吗？

题目接口

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {

    }
}

解题思路

参考题解：Sort List （归并排序链表）

思路：递归

1.用二分法的方法将列表从中间分割，再把分割的列表继续从中间分割，分割到最小单位（快慢指针）
2.递归终止条件：当 head.next == None 时，说明只有一个节点了，直接返回此节点
3.再返回两个分割列表的合并列表（合并有序列表）
可以跟着这个图理解一下~

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode sortList(ListNode head) {
        // 1、递归结束条件
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }

        // 2、找到链表中间节点并断开链表 & 递归下探
        ListNode midNode = middleNode(head);
        ListNode rightHead = midNode.next;
        // 截断列表
        midNode.next = null;
        // 递归，不断下探到最深出最低端，再合并返回
        ListNode left = sortList(head);
        ListNode right = sortList(rightHead);

        // 3、当前层业务操作（合并有序链表）
        return mergeTwoLists(left, right);
    }

    //  找到链表中间节点（876. 链表的中间结点）
    private ListNode middleNode(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next.next;

        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }

        return slow;
    }

    // 合并两个有序链表（21. 合并两个有序链表）
    private ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode sentry = new ListNode(-1);
        ListNode curr = sentry;

        while(l1 != null && l2 != null) {
            if(l1.val < l2.val) {
                curr.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                curr.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }

            curr = curr.next;
        }

        curr.next = l1 != null ? l1 : l2;
        return sentry.next;
    }
}