LC 23. 合并K个升序链表
题目描述
这是 LeetCode 上的 23. 合并K个升序链表 ,难度为 中等。
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 1:1
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12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 2:1
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3输入:lists = []
输出:[]
示例 3:1
2
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 $10^4$
多路归并 + 优先队列
做有关链表的题目,有个常用技巧:添加一个虚拟头结点(哨兵),帮助简化边界情况的判断。
由于所有链表本身满足「升序」,一个直观的做法是,我们比较每条链表的头结点,选取值最小的节点,添加到结果中,然后更新该链表的的头结点为该节点的 next 指针。循环比较,直到所有的节点都被加入结果中。
对应到代码的话,相当于我们需要准备一个「集合」,将所有链表的头结点放入「集合」,然后每次都从「集合」中挑出最小值,并将最小值的下一个节点添加进「集合」(如果有的话),循环这个过程,直到「集合」为空(说明所有节点都处理完,进过集合又从集合中出来)。
优先队列(堆)则是满足这样要求的数据结构,而整个过程其实就是「多路归并」过程。
代码:1
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16class Solution {
public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
ListNode dummy = new ListNode(-1), tail = dummy;
PriorityQueue<ListNode> q = new PriorityQueue<>((a,b)->a.val-b.val);
for (ListNode node : lists) {
if (node != null) q.add(node);
}
while (!q.isEmpty()) {
ListNode poll = q.poll();
tail.next = poll;
tail = tail.next;
if (poll.next != null) q.add(poll.next);
}
return dummy.next;
}
}
- 时间复杂度:假设共有 $k$ 条建表,共 $n$ 个节点,复杂度为 $O(n\log{k})$
- 空间复杂度:$O(1)$
最后
这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.23
篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。
在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。
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