合并k个已排序的链表

• 描述

合并 k 个升序的链表并将结果作为一个升序的链表返回其头节点。

 

数据范围：节点总数 0≤n≤5000，每个节点的val满足∣val∣<=1000

要求：时间复杂度 O(nlogn)

 

• 示例

输入：[{1,2},{1,4,5},{6}]

返回值：{1,1,2,4,5,6}

 

• 算法思想

1、将k个链表两两进行合并（采用顺序合并的方法），这一过程的代码和合并两个排序的链表的过程一致，可以直接套用

2、第一轮合并后，k个链表合并成了 k/2 个链表

3、重复这一过程，然后是 k/4、k/8、...1个链表，从而可以获取最终的有序链表

 

• 代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
  public:
    //合并两个链表
    ListNode* merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2) {
        ListNode* pre = nullptr;
        ListNode* p = pHead1;
        ListNode* q = pHead2;
        //特殊情况判断
        if (pHead1 == nullptr)  return pHead2;
        if (pHead2 == nullptr)  return pHead1;
        //L2合并至L1
        if (q->val >= p->val) {
            while (p && q) {
                if (q->val >= p->val) {
                    pre = p;
                    p = pre->next;
                } else {
                    ListNode* r = q->next;
                    q->next = p;
                    pre->next = q;
                    pre = q;
                    q = r;
                }
            }

            if (q) {
                pre->next = q;
            }
            return pHead1;
        } else {          //L1合并至L2
            while (p && q) {
                if (p->val >= q->val) {
                    pre = q;
                    q = pre->next;
                } else {
                    ListNode* r = p->next;
                    p->next = q;
                    pre->next = p;
                    pre = p;
                    p = r;
                }
            }
            if (p) {
                pre->next = p;
            }
            return pHead2;
        }
    }
     // 分治进行链表两两合并
    ListNode* mergeList(vector<ListNode*>& lists, int l, int r) {

        if (l == r) return lists[l];
        if (l > r) return nullptr;

        int mid = (l + r) / 2;

        return merge(mergeList(lists, l, mid), mergeList(lists, mid + 1, r));
    }

    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        //采用分治法进行合并
        return mergeList(lists, 0, lists.size() - 1);
    }
};