Merge k Sorted Lists

Merge k Sorted Lists

标签（空格分隔）： C++ 算法 LeetCode 链表

每日算法——leetcode系列

---

问题 Merge k Sorted Lists

Difficulty: Hard

Merge k sorted linked lists and return it as one sorted list. Analyze and describe its complexity.

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        
    }
};

翻译

合并k个有序链表

难度系数：困难

合并k个有序链表并返回合并后的有序链表。 分析并说明复杂度。

思路

有前面的Merge Two Sorted Lists， 这个题就变得简单了，k个可以每次把两个合并成一个，再把第三个跟刚合并的再合并，依次类推。
时间复杂度$Tn = O(n^2)$, 空间复杂度$O(1)$

上面的分析方法有点问题，如果总是合并成一个链表，会导致此链表很长，遍历时间会加倍，没有充分利用二分的优势， 所以得两两合并效率才高。

代码

class Solution {
    
public:
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists){
        if (lists.empty()){
            return nullptr;
        }
        ListNode *p = lists[0];
        // 会超时，必须先两两合并才可以
//        while (lists.size() > 1) {
//            p = mergeTwoLists2(p, lists.back());
//            lists.pop_back();
//        }
        
        while (lists.size() > 1) {
            auto list1 = lists.back();
            lists.pop_back();
            auto list2 = lists.back();
            lists.pop_back();
            p =  mergeTwoLists2(list1, list2);
            lists.insert(lists.begin(), p);
        }
        return p;
    }
private:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        ListNode *p1 = l1,  *p2 = l2;
        ListNode dummy(-1);
        dummy.next = p1;
        ListNode *tempLink = &dummy;
        
        while(p1 != nullptr && p2 != nullptr) {
            if (p1->val < p2->val) {
                tempLink = p1;
                p1 = p1->next;
            } else {
                tempLink->next = p2;
                p2 = p2->next;
                tempLink = tempLink->next;
                tempLink->next = p1;
            }
        }
        if (p2 != nullptr) {
            tempLink->next = p2;
        }
        
        return dummy.next;
    }
    
    
    ListNode* mergeTwoLists2(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        ListNode *p1 = l1,  *p2=l2;
        ListNode dummy(-1);
        dummy.next = nullptr;
        ListNode *tempLink = &dummy;
        
        while(p1 != nullptr && p2 != nullptr) {
            if (p1->val < p2->val) {
                tempLink->next = p1;
                p1 = p1->next;
                tempLink = tempLink->next;
            } else {
                tempLink->next = p2;
                p2 = p2->next;
                tempLink = tempLink->next;
            }
        }
        if (p2 != nullptr) {
            tempLink->next = p2;
        } else if ( p1 != nullptr) {
            tempLink->next = p1;
        }
        
        return dummy.next;
    }

};