LeetCode23.合并k个有序链表

LeetCode刷题记录

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题目描述

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

解题思路

先看一下复杂度过高的思路：

对于这样一个例子，我们遍历lists，每次要找到所有升序链表中，要比较每一个升序头节点val，找到最小的那个尾插到结果链表（ans)
什么时候结束？
每一个lists[i]都为空，即所有的升序链表都找了一遍了，就结束
下面是这种解法的代码：是通不过的！时间复杂度太高！

优化？ — > 采用优先级队列(priority_queue)

也就是我们创建一个小堆，以val的大小来排序
因为priority_queue的第三个参数需要传递一个仿函数，对于ListNode*类型我们需要自定义其行为，所以构建的仿函数如图：

整体思路

• 创建一个优先级队列pq，优先级队列中存 ListNode*
• 遍历lists，把每一个升序链表的头节点放入 pq
• 每次取出top,即头节点val最小的链表的头指针
• 然后pop一下，同时该头指针向后移动一部(tp = tp->next)
• 如果该头指针向后走一步，仍不为空，重新push进队列
• 当优先级队列为空，结束循环~

⌨C++代码

 template<class T>
 struct mygreater{
    bool operator()(const T& x,const T& y){
        return x->val > y->val;
    }
 };
class Solution {
public:
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        ListNode* ans = new ListNode;
        ListNode* ans_cur = ans;
        //小堆
        priority_queue<ListNode*,vector<ListNode*>,mygreater<ListNode*>> pq;

        //把每一个节点放入小堆
        for(auto i : lists){
            if(i){
                pq.push(i);
            }
        }
        //开始合并
        while(!pq.empty()){
            //取top
            ListNode* tp = pq.top();
            pq.pop();
            //最小尾插到ans
            ans_cur->next=tp;
            ans_cur = ans_cur->next;
            //如果刚才的堆顶还不为空
            tp = tp->next;
            if(tp){
                pq.push(tp);
            }
        }
        return ans->next;
    }
};