【c++】leetcode23 合并K个升序链表

1.题目

leetcode23 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：[]

2.解法

（1）暴力求解+合并两个链表

/**
 * 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& lists) {
        int size_l = lists.size();
        ListNode* res = new ListNode(INT_MIN);
        for (int i=0; inext;
    }
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        ListNode* res = new ListNode(INT_MIN);
        ListNode* cur = res;
        
        while(list1 || list2) {
            if (list1 == NULL){
                cur->next = list2;
                list2 = list2->next;
            } else if (list2 == NULL) {
                cur->next = list1;
                list1 = list1->next;
            } else if(list1->val < list2->val){
                cur->next = list1;
                list1 = list1->next;
            } else {
                cur->next = list2;
                list2 = list2->next;
            }
            cur = cur->next;
        }
        return res->next;
    }
};

（2）分治+合并两个链表

分治算法思想

分治算法的基本思想是将一个规模为N的问题分解为K个规模较小的子问题，这些子问题相互独立且与原问题性质相同。求出子问题的解，就可得到原问题的解。即一种分目标完成程序算法，简单问题可用二分法完成。当我们求解某些问题时，这些问题要处理的数据相当多，求解过程相当复杂。

/**
 * 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& lists) {
        int size_l = lists.size();
        return merge(lists, 0, size_l-1);
    }
    ListNode* merge(vector  &lists, int l, int r) {
        if (l == r) return lists[l];
        if (l > r) return NULL;
        int mid = (l + r) >> 1;
        return mergeTwoLists(merge(lists, l, mid), merge(lists, mid + 1, r));
    }
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        ListNode* res = new ListNode(0);
        ListNode* cur = res;
        
        while(list1 || list2) {
            if (list1 == NULL){
                cur->next = list2;
                list2 = list2->next;
            } else if (list2 == NULL) {
                cur->next = list1;
                list1 = list1->next;
            } else if(list1->val < list2->val){
                cur->next = list1;
                list1 = list1->next;
            } else {
                cur->next = list2;
                list2 = list2->next;
            }
            cur = cur->next;
        }
        return res->next;
    }
};