初探 LeetCode 147：对链表进行插入排序的 Python 巧解

2023-10-16 08:38:04

导言

算法竞赛的殿堂里，LeetCode 147 是一道经典题，它考验着算法爱好者们对链表数据结构的理解和运用能力。这道题要求我们对一个无序链表进行插入排序，按照从小到大的顺序排列元素。本篇文章将带你领略 Python 语言下的优雅解法，为你打开算法思维的另一扇窗。

算法流程

插入排序算法的精髓在于将待排序的元素逐个插入到已排序序列中。对于链表结构，插入过程需要格外谨慎，以维护链表的连贯性。算法流程如下：

初始化 ：设置头指针（Head）和当前指针（Current）。Head 指向链表头，Current 指向待排序元素。
循环遍历 ：对于每一个待排序元素（Current），执行以下操作：
- 将 Current 指向待插入元素。
- 比较 Current 与其前驱元素（Current.prev），直到找到合适的位置。
- 将 Current 插入到前驱元素之后。
更新指针 ：将 Current 指向待插入元素的下一个元素。
循环结束 ：当所有元素都已排序，算法终止，返回头指针。

Python 实现

def insertion_sort_list(head):
  """
  对链表进行插入排序。

  参数：
    head：链表头节点

  返回：
    排序后的链表头节点
  """

  if not head or not head.next:
    return head

  dummy = ListNode(0)
  dummy.next = head

  current = head

  while current and current.next:
    if current.val <= current.next.val:
      current = current.next
    else:
      prev = dummy

      while prev.next.val < current.next.val:
        prev = prev.next

      nxt = current.next
      current.next = nxt.next
      nxt.next = prev.next
      prev.next = nxt

  return dummy.next