方法1：自顶向下、归并排序
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
// 合并两个有序链表
ListNode* merge(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode* dummy = new ListNode();
ListNode* curr = dummy;
while(l1 && l2) {
if(l1->val < l2->val) {
curr->next = l1;
curr = curr->next;
l1 = l1 -> next;
}
else {
curr->next = l2;
curr = curr->next;
l2 = l2 -> next;
}
}
// 一定是两个链表其中的一个走到了末尾
if(l1) {
curr->next = l1;
}
else {
curr->next = l2;
}
return dummy->next;
}
ListNode* sortList(ListNode* head) {
// 链表为空或者只有一个节点，直接返回，递归出口
// 递归并不会出现head 为 nullptr的情况，加入nullptr只是处理初始输入为nullptr的边界条件
if(!head || !head->next) {
return head;
}
ListNode* slow = head;
ListNode* fast = head->next;
while(fast && fast->next) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
// 循环结束，即fast走到了原链表的尾部
// 将链表一分为二
ListNode* mid = slow->next;
slow->next = nullptr;
ListNode* left = sortList(head);
ListNode* right = sortList(mid);
// 此时left和right均为有序链表
return merge(left, right);
}
};
本题思路为分治、归并排序，将原链表拆分为两部分，递归拆，直到每个部分只有一个元素，只有一个元素的链表自然有序。再用合并两个有序链表解决即可。
注意if(!head || !head->next) {return head;} 中的!head只是为了处理初始链表为nullptr的边界条件
