LeetCode.23 Merge k Sorted Lists （对数组链表进行合并，归并排序 && 或者使用PriorityQueue实现）

最新推荐文章于 2025-02-14 02:00:00 发布

xiakexiaohu

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分类专栏： LeetCode算法编程

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本文介绍了一种有效的算法来合并多个已排序的链表，并返回一个单一的排序链表。该方法采用分治策略，类似于归并排序，并通过递归实现。此外，还提供了一种使用优先队列的方法，该方法适用于Java 8及更高版本。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目：

Merge k sorted linked lists and return it as one sorted list. Analyze and describe its complexity.

分析：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        //对多个有序的链表进行合并
        //思路：类似归并排序,先合将队列拆成两部分，两部分继续拆分。之后合并两个小的队列几个
        if(lists==null||lists.length==0) return null;
        if(lists.length==1) return lists[0];
        
        return mergeKListsCore(lists,0,lists.length-1);
        
    }
    public ListNode mergeKListsCore(ListNode [] list,int start,int end){
        if(start<end){
            int mid=(start+end)/2;
            ListNode left=mergeKListsCore(list,start,mid);
            ListNode right=mergeKListsCore(list,mid+1,end);
            return mergeTwoList(left,right);
        }else{
            return list[start];
        }
    }
    
    public ListNode mergeTwoList(ListNode head1,ListNode head2){
        
        //两个链表合并
        ListNode A=head1;
        ListNode B=head2;
        
        ListNode temp=new ListNode(0);
        ListNode cur=temp;
        while(A!=null&&B!=null){
            if(A.val<B.val){
                cur.next=A;
                A=A.next;
            }else{
                cur.next=B;
                B=B.next;
            }
            cur=cur.next;
        }
        
        //防止还有剩下的
        while(A!=null){
            cur.next=A;
            cur=cur.next;
            A=A.next;
        }
        while(B!=null){
            cur.next=B;
            cur=cur.next;
            B=B.next;
        }
        
        return temp.next;        
    }
    
}

PriorityQueue实现：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        //使用优先队列PrirorityQueue实现，修改其中的对比内部类compare
        //保证每次插入都是按从小插入
        
        if(lists==null||lists.length==0) return null;
        
//         //JAVA之前，使用匿名内部类。记得初始化队列长度
//         PriorityQueue<ListNode> pq=new PriorityQueue<>(lists.length,new Comparator<ListNode>(){
//             @Override
//             public int compare(ListNode l1,ListNode l2){
//                 //在添加元素的时候就进行规则排序。升序
//                 if(l1.bal>l2.val){
//                     return 1;
//                 }else if(l1.val==l2.val){
//                     return 0;
//                 }else{
//                     return -1;
//                 }
//             }
//         });
        
        //Java8后使用lambda表达式更加高效、简捷
        PriorityQueue <ListNode> pq=new PriorityQueue<ListNode>(lists.length,(a,b)->a.val-b.val);
        
        ListNode res=new ListNode(0);
        ListNode cur=res;
        for(ListNode node:lists){
            //进行非空判断，防止里面存在空的子数组
            if(node!=null){
                //插入的时候已经进行了排序,最小的元素放在最前面
                pq.add(node);
            }
        }
        
        while(!pq.isEmpty()){
            cur.next=pq.poll();
            cur=cur.next;
            if(cur.next!=null){
                //将后面的元素继续插入队列
                pq.add(cur.next);
            }
        }
        return res.next;
    }
}