技術標籤：LeetCode 題解演算法與資料結構刷穿 LeetCode連結串列演算法資料結構javaleetcode

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題目描述

給你一個連結串列陣列，每個連結串列都已經按升序排列。

請你將所有連結串列合併到一個升序連結串列中，返回合併後的連結串列。

示例 1：

輸入：lists = [[1,4,5],[1,3,4],[2,6]]
輸出：[1,1,2,3,4,4,5,6]
解釋：連結串列陣列如下：
[
  1->4->5,
  1->3->4,
  2->6
]
將它們合併到一個有序連結串列中得到。
1->1->2->3->4->4->5->6
 

示例 2：

輸入：lists = []
輸出：[]

示例 3：

輸入：lists = [[]]
輸出：[]

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 的總和不超過 10^4

優先佇列解法（哨兵技巧）

哨兵技巧我們在前面的多道連結串列題講過，讓三葉來幫你回憶一下：

做有關連結串列的題目，有個常用技巧：新增一個虛擬頭結點（哨兵），幫助簡化邊界情況的判斷。

由於所有連結串列本身滿足「升序」，一個直觀的做法是，我們比較每條連結串列的頭結點，選取值最小的節點，新增到結果中，然後更新該連結串列的的頭結點為該節點的 next 指標。迴圈比較，直到所有的節點都被加入結果中。

對應到程式碼的話，相當於我們需要準備一個「集合」，將所有連結串列的頭結點放入「集合」，然後每次都從「集合」中挑出最小值，並將最小值的下一個節點新增進「集合」（如果有的話），迴圈這個過程，直到「集合」為空（說明所有節點都處理完，進過集合又從集合中出來）。

而「堆」則是滿足這樣要求的資料結構：

class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1), tail = dummy;
        PriorityQueue<ListNode>
 
 q = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.val - b.val);
        for (ListNode node : lists) {
            if (node != null) q.add(node);
        }
        while (!q.isEmpty()) {
            ListNode poll = q.poll();
            tail.next = poll;
            tail = tail.next;
            if (poll.next != null) q.add(poll.next);
        }
        return dummy.next;
    }
}

• 時間複雜度：會將每個節點處理一遍。複雜度為 O(n)

• 空間複雜度：O(1)

最後

這是我們「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.23 篇，系列開始於 2021/01/01，截止於起始日 LeetCode 上共有 1916 道題目，部分是有鎖題，我們將先將所有不帶鎖的題目刷完。

在這個系列文章裡面，除了講解解題思路以外，還會盡可能給出最為簡潔的程式碼。如果涉及通解還會相應的程式碼模板。

由於 LeetCode 的題目隨著周賽 & 雙週賽不斷增加，為了方便我們統計進度，我們將按照系列起始時的總題數作為分母，完成的題目作為分子，進行進度計算。當前進度為 23/1916 。

為了方便各位同學能夠電腦上進行除錯和提交程式碼，我建立了相關的倉庫：Github 地址 & Gitee 地址。

在倉庫地址裡，你可以看到系列文章的題解連結、系列文章的相應程式碼、LeetCode 原題連結和一些其他的優選題解。

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