LeetCode-23 合并K个升序链表
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/merge-k-sorted-lists
题目描述
给你一个链表数组,每个链表都已经按升序排列。
请你将所有链表合并到一个升序链表中,返回合并后的链表。
示例 1:
输入:lists = [[1,4,5],[1,3,4],[2,6]]
输出:[1,1,2,3,4,4,5,6]
解释:链表数组如下:
[
1->4->5,
1->3->4,
2->6
]
将它们合并到一个有序链表中得到。
1->1->2->3->4->4->5->6
示例 2:
输入:lists = []
输出:[]
示例 3:
输入:lists = [[]]
输出:[]
提示:
k == lists.length
0 <= k <= 10^4
0 <= lists[i].length <= 500
-10^4 <= lists[i][j] <= 10^4
lists[i] 按 升序 排列
lists[i].length 的总和不超过 10^4
解题思路
使用暴力法,每次取最小的链表头,并且更新链表组的数据。时间复杂度为O(k2n),我们可以维护一个优先队列来代替每次找最小值的过程,这样时间复杂度就可以缩短为O(knlogk)。
同样,我们使用分冶的思路,将链表每次两两合并,由于单次合并的时间复杂度为O(n),那么时间复杂度也可以达到O(knlogk)。
代码展示
/**
* 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:
ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
ListNode *pHead = new ListNode(-1);
ListNode *pCur = pHead;
int iNull = 0;
for(auto iter: lists)
{
if(iter != nullptr)
iNull++;
}
while(iNull)
{
int iMin = INT_MAX;
ListNode* qCur = nullptr;
int iIndex = -1;
for(int i = 0; i < lists.size(); i++)
{
if(lists[i])
{
if(lists[i]->val < iMin)
{
qCur = lists[i];
iIndex = i;
iMin = lists[i]->val;
}
}
}
pCur->next = qCur;
lists[iIndex] = qCur->next;
if(!lists[iIndex])
iNull--;
qCur->next = nullptr;
pCur = qCur;
}
return pHead->next;
}
};
优先队列方法:
/**
* 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: ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
ListNode *pHead = new ListNode(-1);
ListNode *pCur = pHead;
struct cmp
{
bool operator() (ListNode *a, ListNode*b)
{
return a->val > b->val;
}
}; priority_queue<ListNode*, vector<ListNode*>, cmp> pqueue;
for(auto iter: lists)
{
if(iter)
pqueue.push(iter);
}
while(!pqueue.empty())
{
ListNode* qCur = pqueue.top();
pqueue.pop();
pCur->next = qCur;
if(qCur->next)
pqueue.push(qCur->next);
qCur->next = nullptr;
pCur = qCur;
}
return pHead->next;
}
};
分冶方法:
/**
* 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:
ListNode* mergeList(ListNode* p, ListNode*q)
{
ListNode *pHead = new ListNode(-1);
ListNode *pCur = pHead;
while(p && q)
{
if(p->val > q->val)
{
pCur->next = q;
q = q->next;
pCur = pCur->next;
}
else
{
pCur->next = p;
p = p->next;
pCur = pCur->next;
}
}
if(p)
pCur->next = p;
if(q)
pCur->next = q;
return pHead->next;
} ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
int iStep = 1;
if(lists.size() == 0)
return nullptr;
while(iStep < lists.size())
{
for(int i = 0; i + iStep < lists.size(); i += 2 * iStep)
{
lists[i] = mergeList(lists[i], lists[i + iStep]);
}
iStep *= 2;
}
return lists[0];
}
};
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