LeetCode——0023.合并k个升序链表

23.合并k个升序链表

题目

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：[]

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/merge-k-sorted-lists
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题解思路

1>源代码

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def mergeKLists(self, lists: List[ListNode]) -> ListNode:
        pace = 1
        lens = len(lists)

        if(lens == 0):
            return None

        while(pace < lens):
            i = 0
            while(i<lens-pace):
                lists[i] = self.merge2Lists(lists[i], lists[i+pace])
                i += pace*2
            pace *= 2

        else:
            return lists[0]

    def merge2Lists(self, list1, list2):
        head = point = ListNode()

        while(list1 and list2):
            if(list1.val <= list2.val):
                point.next = list1
                list1 = list1.next
            elif(list2.val < list1.val):
                point.next = list2
                list2 = list2.next
            point = point.next
        if not list1:
            point.next = list2
        else:
            point.next = list1
        return head.next

2>算法介绍

经过了长时间的心理斗争，还是鼓起勇气做了这道 困难 难度的题目。从题目要求来看，这道题和 合并两个升序链表 有些关联性，但由于我之前没有做到那道题，所以我们从头开始吧。

由于 合并两个升序链表 这件事并不复杂，所以我立刻想到了将多个升序链表拆分成两个两个为一对，每一对调用函数即可。于是我们需要思考，怎么进行分对。

假设我们的列表为lists = [1, 2, 3, 4, 5]，第一次分对应该为[12, 34, 5]，第二次分对为[1234, 5]，第三次则为[12345]。于是我们使用一个变量，即代码中的pace。在第一次分对中，pace=1，于是我们分成了以下几对：

---

lists[0],lists[0+pace] = lists[0],lists[1]

lists[0+pace2],lists[0+pace2+pace] = lists[2],lists[3]

lists[0+pace22] = lists[4]

---

在第二次分对中，pace *= 2, 即pace = 2

lists[0],lists[0+pace] = lists[0],lists[2]

lists[0+pace*2] = lists[4]

---

从以上我们可以看出：

1. 我们需要将每两个链表合并的结果保存在前一个链表的位置
2. 在每次合并之后，pace要乘2
3. 为了防止列表索引越界，i

至于两个有序链表合并的子函数，在此不多赘述。

Problem solved!!