leetcode 23 合并k个排序链表

最新推荐文章于 2022-07-02 19:35:07 发布

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本文介绍了一种高效的算法来合并多个已排序的链表，采用分治法将多个链表逐步合并为一个有序链表。算法首先将链表分为两组，分别合并后再将这两组合并，直至所有链表被合并。此方法避免了直接两两合并的高时间复杂度，提高了效率。

合并 k 个排序链表，返回合并后的排序链表。请分析和描述算法的复杂度。

示例:

输入:
[
1->4->5,
1->3->4,
2->6
]
输出: 1->1->2->3->4->4->5->6

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/merge-k-sorted-lists
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

思路：

暴力解法，依次使用第一个链表往后与每个列表两两合并；
分治法：
1. 将k个有序链表进行分组，分成两两合并之后视为新的k/2个有序链表，重复步骤，直到合并出最后的结果；
2. 分治可以使用递归实现，也可以在原地进行修改，通过步长来进行分组；
优先队列（待补）

分治法代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        int len = lists.size();
        if(len==0)
        {
            return nullptr;
        }
        if(len==1)return lists[0];
        if(len==2)return mergeTwoLists(lists[0],lists[1]);

        int mid = len/2;
        vector<ListNode*> sub1;
        vector<ListNode*> sub2;
        for(int i = 0;i<mid;i++)
        {
            sub1.push_back(lists[i]);
        }
        for(int i = mid;i<len;i++)
        {
            sub2.push_back(lists[i]);
        }

        ListNode* l1 = mergeKLists(sub1);
        ListNode* l2 = mergeKLists(sub2);

        return mergeTwoLists(l1,l2);
    }

    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        ListNode dummy(0);
        ListNode* p = &dummy;
        while(l1&&l2)
        {
            if(l1->val<l2->val)
            {
                p->next = l1;
                l1 = l1->next;
                p = p->next;
            }
            else
            {
                p->next = l2;
                l2= l2->next;
                p = p->next;
            }
        }
        if(l1)
        {
            p->next = l1;
        }
        if(l2)
        {
            p->next = l2;
        }
        return dummy.next;
    }

};