文章目录
- 题目
- 思路
- 代码
题目
合并 K 个升序链表
难度： 困难
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
思路
时间复杂度分析：因为允许k的长度为10^4，所以O(n2)是肯定过不去的，可以使用O(nlogn)或者更低,提示中标红处是我们需要注意的地方
解法思路：本题我使用的是暴力解法，首先先将这个链表集合中的所有元素进行合并，生成一个长的链表，因为子链表的长度在500范围内，所以时间复杂度最终会是O(n)，同时使用快速排序进行排序，最终时间复杂度在O(nlogn)
代码
先将链表集合中的所有子链表合成一条链表：
public static ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {int k = lists.length;ListNode dummy = new ListNode(-1);ListNode tail = dummy;for(int i =0;i<k;i++){while(lists[i] != null){ListNode temp = lists[i];lists[i] = lists[i].next;tail.next= temp;tail = tail.next;}}return quickSort(dummy.next);}
然后对链表进行快速排序：
快速排序思路：设置一个中间值，将小于该值的数放在左边，大于的放在右边
针对本题：设置三个链表，一个存储小于的值，一个存储等于的值，一个存储大于的值
public static ListNode quickSort(ListNode head){if(head == null || head.next == null){return head;}ListNode pivot = head;ListNode lessHead = new ListNode(-1);ListNode lessTail = lessHead;ListNode biggerHead = new ListNode(-1);ListNode biggerTail = biggerHead;ListNode equalHead = new ListNode(-1);ListNode equalTail = equalHead;ListNode current = head;while(current != null){if(current.val < pivot.val){lessTail.next = current;lessTail=lessTail.next;}else if(current.val > pivot.val){biggerTail.next = current;biggerTail = biggerTail.next;}else{equalTail.next = current;equalTail = equalTail.next; }current = current.next;}lessTail.next =null;biggerTail.next =null;equalTail.next = null;ListNode sortedLess = quickSort(lessHead.next);ListNode sortedBigger = quickSort(biggerHead.next);return concer(sortedLess,equalHead.next,sortedBigger);}
然后分别从小到大，依此添加到链表中：
public static ListNode concer(ListNode less,ListNode euqal,ListNode bigger){ListNode dummyhead = new ListNode(-1);ListNode tail = dummyhead;tail.next = less;tail = getTail(tail);tail.next =euqal ;tail = getTail(tail);tail.next = bigger;return dummyhead.next;}public static ListNode getTail(ListNode head){if(head == null){return null;}while(head.next != null){head = head.next;}return head;}
我这里使用了最简单的方法，还有很多优质的解法，可以参考力扣中大神的做法。
完整代码：
/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {* int val;* ListNode next;* ListNode() {}* ListNode(int val) { this.val = val; }* ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {//暴力解法public static ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {int k = lists.length;ListNode dummy = new ListNode(-1);ListNode tail = dummy;for(int i =0;i<k;i++){while(lists[i] != null){ListNode temp = lists[i];lists[i] = lists[i].next;tail.next= temp;tail = tail.next;}}return quickSort(dummy.next);}public static ListNode quickSort(ListNode head){if(head == null || head.next == null){return head;}ListNode pivot = head;ListNode lessHead = new ListNode(-1);ListNode lessTail = lessHead;ListNode biggerHead = new ListNode(-1);ListNode biggerTail = biggerHead;ListNode equalHead = new ListNode(-1);ListNode equalTail = equalHead;ListNode current = head;while(current != null){if(current.val < pivot.val){lessTail.next = current;lessTail=lessTail.next;}else if(current.val > pivot.val){biggerTail.next = current;biggerTail = biggerTail.next;}else{equalTail.next = current;equalTail = equalTail.next; }current = current.next;}lessTail.next =null;biggerTail.next =null;equalTail.next = null;ListNode sortedLess = quickSort(lessHead.next);ListNode sortedBigger = quickSort(biggerHead.next);return concer(sortedLess,equalHead.next,sortedBigger);}public static ListNode concer(ListNode less,ListNode euqal,ListNode bigger){ListNode dummyhead = new ListNode(-1);ListNode tail = dummyhead;tail.next = less;tail = getTail(tail);tail.next =euqal ;tail = getTail(tail);tail.next = bigger;return dummyhead.next;}public static ListNode getTail(ListNode head){if(head == null){return null;}while(head.next != null){head = head.next;}return head;}
}
