优先队列的多向归并-java

多向归并是将多个分类的输入流合并为一个分类的输出流。

Input:

m1.txt:A B C F G I I Z

m2.txt:B D H P Q Q

m3.txt:A B E F J N

Output: A A B B B C D E F F G H I I J N P Q Q Z

分析：

1、由于是 𝑘 个排序链表，那么这 𝑘 个排序的链表头结点中 val 最小的结点就是合并以后的链表中最小的结点；

2、最小结点所在的链表的头结点就要更新了，更新成最小结点的下一个结点（如果有的话），此时还是这 𝑘 个链表，这 𝑘k 个排序的链表头结点中 val 最小的结点就是合并以后的链表中第 2 小的结点。

我们每一次都从这 𝑘 个排序的链表头结点中拿出 val 最小的结点“穿针引线”成新的链表，这个链表就是题目要求的“合并后的排序链表”。

 

 

 

 

 

 

 

《算法》第四版提供的API如下所示：

 

 实现代码如下：

public class Multiway { 

    // This class should not be instantiated.
    private Multiway() { }

    // 将排序后的输入流合并在一起，并将排序后的结果写入标准输出
    private static void merge(In[] streams) {
        int n = streams.length;
        IndexMinPQ<String> pq = new IndexMinPQ<String>(n);
        for (int i = 0; i < n; i++)
            if (!streams[i].isEmpty())
                pq.insert(i, streams[i].readString());

        // 提取并打印最小值，然后从其流中读取下一个。 
        while (!pq.isEmpty()) {
            StdOut.print(pq.minKey() + " ");
            int i = pq.delMin();
            if (!streams[i].isEmpty())
                pq.insert(i, streams[i].readString());
        }
        StdOut.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        int n = args.length;
        In[] streams = new In[n];
        for (int i = 0; i < n; i++)
            streams[i] = new In(args[i]);
        merge(streams);
    }
}

 另一种借鉴代码：

class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        int len = lists.length;
        if (len == 0) {
            return null;
        }
        PriorityQueue<ListNode> priorityQueue = new PriorityQueue<>(len, Comparator.comparingInt(a -> a.val));
        ListNode dummyNode = new ListNode(-1);
        ListNode curNode = dummyNode;
        for (ListNode list : lists) {
            if (list != null) {
                // 这一步很关键，不能也没有必要将空对象添加到优先队列中
                priorityQueue.add(list);
            }
        }
        while (!priorityQueue.isEmpty()) {
            // 优先队列非空才能出队
            ListNode node = priorityQueue.poll();
            // 当前节点的 next 指针指向出队元素
            curNode.next = node;
            // 当前指针向前移动一个元素，指向了刚刚出队的那个元素
            curNode = curNode.next;
            if (curNode.next != null) {
                // 只有非空节点才能加入到优先队列中
                priorityQueue.add(curNode.next);
            }
        }
        return dummyNode.next;
    }
}