文章目录

• • 🐳23. 合并 K 个升序链表
  • • 🐟题目
    • 🐬算法原理
    • 🐠代码实现
  • 🐷25. K 个一组翻转链表
  • • 🐖题目
    • 🐽算法原理
    • 🍧代码实现

🐳23. 合并 K 个升序链表

🐟题目

题目链接：23. 合并 K 个升序链表

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

🐬算法原理

解法一：优先级队列（小根堆）

这里用优先级队列，先将k个链表的头节点全部放入这个小根堆当中，然后每次取出对顶元素插入到新链表当中，插入完毕之后，再将这个节点的下一个节点加入到小根堆当中。

时间复杂度：O(nk*logK)

堆向下调整的时间复杂度为O(logN)，有k个链表，每个链表有n，所以复杂度为O(nk*logK)

解法二：分治（递归）

用归并排序的思路，归并排序将数组两两拆分再合并，而这里只是将链表拆分再合并。

直接看图，将递归看作黑盒，不管怎么样，它一定能完成我们要求的任务

时间复杂度：O(nk*logK)

这里将链表两两拆分，就和二叉树一样，每层执行一次合并操作，相当于合并树的高度次，也就是logK，这里有k个链表，每个链表n个节点，所以复杂度为O(nk*logK)

🐠代码实现

解法一：优先级队列

/*** 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:struct cmp{bool operator()(const ListNode* l1 , const ListNode* l2){return l1->val > l2->val;}};ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists){//优先级队列默认大根堆，写一个仿函数priority_queue<ListNode*, vector<ListNode*>, cmp> heap;//头节点进小根堆for(auto l : lists){if(l)   heap.push(l);}//合并ListNode* ret = new ListNode(0);ListNode* prev = ret;while(!heap.empty()){ListNode* t = heap.top();heap.pop();prev->next = t;prev = t;if(t->next) heap.push(t->next);}prev = ret->next;delete ret;return prev;}
};

分治

/*** 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){return merge(lists,0,lists.size()-1);}ListNode* merge(vector<ListNode*>& lists, int left, int right){if(left > right)    return nullptr;if(left == right)   return lists[left];int mid = (left+right) >> 1;ListNode* l1 = merge(lists,left,mid);ListNode* l2 = merge(lists,mid+1,right);return mergeTwoList(l1,l2);}ListNode* mergeTwoList(ListNode* l1, ListNode* l2){if(l1 == nullptr)  return l2;if(l2 == nullptr)  return l1;//合并链表ListNode head;ListNode* cur1 = l1, *cur2 = l2, *prev = &head;head.next = nullptr;while(cur1 && cur2){if(cur1->val <= cur2->val){prev->next = cur1;prev = prev->next;cur1 = cur1->next;}else{prev->next = cur2;prev = prev->next;cur2 = cur2->next;}}if(cur1) prev->next = cur1;if(cur2) prev->next = cur2;return head.next;}
};

运行结果：

🐷25. K 个一组翻转链表

🐖题目

题目链接：25. K 个一组翻转链表

给你链表的头节点 head ，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回修改后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出：[2,1,4,3,5]

示例 2：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出：[3,2,1,4,5]

提示：

• 链表中的节点数目为 n
• 1 <= k <= n <= 5000
• 0 <= Node.val <= 1000

**进阶：**你可以设计一个只用 O(1) 额外内存空间的算法解决此问题吗？

🐽算法原理

这里还是模拟，分为两步走：

1. 求出要逆序多少组，group = n/k
2. 重复group次逆置操作（头插）

🍧代码实现

模拟：

/*** 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* reverseKGroup(ListNode* head, int k){int n = 0;ListNode* cur = head;while(cur){n++;cur = cur->next;}int group = n/k;ListNode* newHead = new ListNode(0);ListNode* prev = newHead;cur = head;while(group--){//记录要头插的位置ListNode* tmp = cur;for(int i=0; i<k; i++){ListNode* next = cur->next;cur->next = prev->next;prev->next = cur;cur = next;}prev = tmp;}//接上不需要翻转的节点prev->next = cur;cur = newHead->next;delete newHead;return cur;}
};

运行结果：