算法实战：LeetCode 86 | 链表归并

一、前言：链表与链表归并

在计算机科学中，链表是一种重要的数据结构，它由一系列相互连接的节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表广泛应用于各种场景，如存储和处理大量数据、实现队列或栈等数据结构。

链表归并是一种将两个或多个链表合并成一个链表的操作。在 LeetCode 86 题中，我们将要实现一个函数，将一个链表按照一个给定的值进行归并，使小于该值的节点在左侧，大于或等于该值的节点在右侧。

二、算法思路：单链表遍历

解决这个问题的一个简单方法是使用单链表遍历。我们首先创建一个新的链表，并将其命名为 result。然后，我们遍历给定的链表，并比较每个节点的值与给定的值。如果节点的值小于给定的值，我们将该节点添加到 result 的头部；否则，我们将该节点添加到 result 的尾部。

这种方法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是链表的长度。空间复杂度为 O(1)，因为我们只使用了常数空间来存储新的链表。

三、代码实现：Python 示例

def partition(head, x):
    """
    :type head: ListNode
    :type x: int
    :rtype: ListNode
    """

    # 创建一个新的链表
    result = ListNode(0)
    # 将 result 的头指针指向 result 的尾指针
    result_tail = result

    # 遍历给定的链表
    while head:
        # 如果节点的值小于 x
        if head.val < x:
            # 将该节点添加到 result 的头部
            result_tail.next = head
            # 将 result 的尾指针移动到该节点
            result_tail = result_tail.next
        # 否则，节点的值大于或等于 x
        else:
            # 将该节点添加到 result 的尾部
            result_tail.next = head
            # 将 result 的尾指针移动到该节点
            result_tail = result_tail.next

        # 将 head 指向下一个节点
        head = head.next

    # 返回 result 的头指针
    return result.next

四、总结：链表归并的应用与扩展

链表归并在实际编程中有着广泛的应用，例如：

• 在排序算法中，归并排序是一种经典的排序算法，它通过将两个有序的子链表归并为一个有序的链表来实现排序。
• 在数据合并中，当我们需要将两个或多个数据集合并成一个数据集时，可以使用链表归并来实现。
• 在数据存储中，当我们需要将数据存储在内存或磁盘上时，可以使用链表归并来组织数据，以便于快速访问。

在扩展方面，链表归并可以与其他数据结构相结合，例如：

• 将链表归并与栈或队列相结合，可以实现更高级的数据结构，例如双向链表或循环链表。
• 将链表归并与树或图相结合，可以实现更复杂的数据结构，例如二叉树或图。

通过扩展链表归并，我们可以构建更加复杂和强大的数据结构，从而解决更广泛的问题。