归并排序适用于链式存储吗

归并排序适用于链式存储结构。归并排序是一种稳定的排序算法，它将待排序的序列分成若干个子序列，每个子序列都是有序的，然后再将这些有序的子序列合并成一个有序的序列。在链式存储结构中，我们可以通过指针来实现归并排序的操作。

相关问题:
1. 归并排序的时间复杂度是多少？
2. 归并排序和快速排序有什么区别？
3. 如何实现归并排序的算法？

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归并排序链式存储代码

归并排序算法通常用于数组或列表的排序，但当处理链表时，我们可以使用类似的方法。由于链表的特殊性质（节点间的链接而非连续存储），我们需要修改归并过程来适应链表。以下是一个简单的归并排序链表的伪代码和概念：

// 假设链表节点定义为：
class ListNode {
    val: number
    next: ListNode | null
}

function mergeSortList(head: ListNode | null): ListNode | null {
    // 如果链表为空或者只有一个元素，直接返回
    if (!head || !head.next) return head;

    // 将链表拆分成两个子链表
    let slow = head, fast = head.next;
    while (fast && fast.next) {
        slow = slow.next;
        fast = fast.next.next;
    }
    const mid = slow.next;
    slow.next = null; // 断开两个子链表

    // 对两个子链表递归排序
    let left = mergeSortList(head);
    let right = mergeSortList(mid);

    // 合并两个已排序的链表
    return merge(left, right);
}

function merge(left: ListNode | null, right: ListNode | null): ListNode | null {
    let result = null, curr = null;
    while (left && right) {
        if (left.val <= right.val) {
            if (!result) result = left;
            left = left.next;
        } else {
            if (!result) result = right;
            right = right.next;
        }
    }
    // 如果其中一个链表已经遍历完，将另一个剩余部分添加到结果
    curr = result ? result : (left || right);
    while (curr) {
        curr = curr.next;
        result = result ? result.next : curr;
    }
    return result;
}

链式存储怎么实现归并排序

链式存储实现归并排序的关键在于如何快速地找到分割点将链表分割成两个子链表，并且在排序过程中不移动结点中的元素，只改变链结点中的指针。以下是两种链式存储实现归并排序的方法：

1. 快速找到分割点的方法[^1]：

// 定义链表结点
type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

// 找到链表的中间结点
func findMiddle(head *ListNode) *ListNode {
    slow, fast := head, head
    for fast != nil && fast.Next != nil {
        slow = slow.Next
        fast = fast.Next.Next
    }
    return slow
}

// 归并排序链表
func mergeSort(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil || head.Next == nil {
        return head
    }
    mid := findMiddle(head)
    right := mid.Next
    mid.Next = nil
    return merge(mergeSort(head), mergeSort(right))
}

// 合并两个有序链表
func merge(left, right *ListNode) *ListNode {
    dummy := &ListNode{}
    cur := dummy
    for left != nil && right != nil {
        if left.Val < right.Val {
            cur.Next = left
            left = left.Next
        } else {
            cur.Next = right
            right = right.Next
        }
        cur = cur.Next
    }
    if left != nil {
        cur.Next = left
    }
    if right != nil {
        cur.Next = right
    }
    return dummy.Next
}

2. 不移动结点中的元素的方法[^2]：

// 定义链表结点
type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

// 归并排序链表
func mergeSort(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil || head.Next == nil {
        return head
    }
    mid := findMiddle(head)
    right := mid.Next
    mid.Next = nil
    return merge(mergeSort(head), mergeSort(right))
}

// 合并两个有序链表
func merge(left, right *ListNode) *ListNode {
    dummy := &ListNode{}
    cur := dummy
    for left != nil && right != nil {
        if left.Val < right.Val {
            cur.Next = left
            left = left.Next
        } else {
            cur.Next = right
            right = right.Next
        }
        cur = cur.Next
    }
    if left != nil {
        cur.Next = left
    }
    if right != nil {
        cur.Next = right
    }
    return dummy.Next
}