23. 合并K个升序链表

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合并K个升序链表

思路

1、顺序合并

合并两个有序链表
先完成一个可以合并两个升序链表的方法，用一个变量 ret 来维护以及合并的链表，第 i 次循环把第 i 个链表和 ret合并，答案保存到 ret中

2、分治合并

将 kk 个链表配对并将同一对中的链表合并；
第一轮合并以后， k 个链表被合并成了 2/k
个链表，平均长度为 2n/k，然后是 4/k个链表， 8/k 个链表等等；
重复这一过程，直到我们得到了最终的有序链表。

代码

1、顺序合并

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists)
    {
        if (lists.length <= 0)
        {
            return null;
        }
        ListNode ret = lists[0];
        for (int i = 1; i < lists.length; i++)
        {
            ret = mergeTwoLists(ret, lists[i]);
        }
        return ret;
    }

    //合并两个有序链表
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2)
    {
        //l1 为空则返回 l2
        if (l1 == null)
        {
            return l2;
        }
        //l1 不为空但 l2 为空 则返回 l1
        if (l2 == null)
        {
            return l1;
        }
        //给 ret 等于 l1 与 l2 中较小的头结点也就是确定返回链表的头结点
        ListNode ret = l1.val < l2.val ? l1 : l2;
        //ret 的 next
        ret.next = mergeTwoLists(ret.next, l1.val >= l2.val ? l1 : l2);
        return ret;
    }
}

2、分治合并

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    //分治合并
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists)
    {
        if (lists.length <= 0)
        {
            return null;
        }
        return merge(lists, 0, lists.length - 1);
    }

    private ListNode merge(ListNode[] lists, int i, int i1)
    {
        //两索引相等，返回
        if (i == i1)
        {
            return lists[i];
        }
        //左操作数大于右操作数，返回 null
        if (i > i1)
        {
            return null;
        }
        int mid = (i + i1) >> 1;    //求中值
        return mergeTwoLists(merge(lists, i, mid), merge(lists, mid + 1, i1));
    }
    
    //合并两个有序链表
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2)
    {
        //l1 为空则返回 l2
        if (l1 == null)
        {
            return l2;
        }
        //l1 不为空但 l2 为空 则返回 l1
        if (l2 == null)
        {
            return l1;
        }
        //给 ret 等于 l1 与 l2 中较小的头结点也就是确定返回链表的头结点
        ListNode ret = l1.val < l2.val ? l1 : l2;
        //ret 的 next
        ret.next = mergeTwoLists(ret.next, l1.val >= l2.val ? l1 : l2);
        return ret;
    }
}