LEETCODE專題

23. Merge k Sorted Lists

題目要求:

題目意思很簡單，就是給定許多條有序連結串列，然後讓我們合併成一條有序連結串列再返回即可。

• 下面簡要介紹一下2種思路：

  1. 第一種就是比較暴力的方法：在所有的連結串列中取一個最小的數，然後將對應的連結串列結點指標往後移一位，同時新建一個連結串列結點；此後重複所有步驟，只是新建的連結串列結點要和之前的連結串列結點相連，其實也就是一個next指標的的問題。
     當然在這個過程中要注意2點：1.注意結束條件是所有連結串列都已經走完；2.要判斷下連結串列是否已經走完，才能決定比不比較該連結串列結點的值

     。
     • 這種方法雖然思路簡單些，但是實現起來其實非常的繁瑣，不僅每次都要比較k - 1次，而且還要注意很多判斷條件，以防記憶體訪問錯誤（比如訪問NULL）。而且每一次比較都要掃描k次，假設一共有n個結點的話，就需要掃描n次，時間複雜度就成了O(nk)了。

  2. 第二種方法就是歸併排序，做過leetcode第21題的話就會發現，21題簡直就是為23題量身訂製的介面！
     將k個連結串列分成k / 2份，每2個連結串列進行一次歸併，這樣就會得到k / 2個新連結串列。重複上述過程，連結串列數目會呈現這樣的變化規律：k -> k / 2 -> k / 4 -> … -> 1，最後只存在1條連結串列就可以返回該連結串列了。其中每一趟都掃描所有連結串列1次。

     • 這種方法思路簡單，而且最主要的是可以充分利用已有資源。假設一共有n個結點，那時間複雜度就是O(n logk)了。

下面直接上code：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* merge2Lists(ListNode* l1, ListNode*
 
 l2) {
        int min;

        // get the smaller value of the two value
        if (l1 == NULL && l2 == NULL) {
            return NULL;
        } else if (l2 == NULL || (l1 != NULL &&
                    l1->val < l2->val) ) {
            min = l1->val;
            l1 = l1->next;
        } else {
            min = l2->val;
            l2 = l2->next;
        }

        ListNode * newListNode = new ListNode(min);
        ListNode * newhead = newListNode;

        while (l1 != NULL || l2 != NULL) {
            if (l2 == NULL || (l1 != NULL &&
                    l1->val < l2->val)) {
                min = l1->val;
                l1 = l1->next;
            } else {
                min = l2->val;
                l2 = l2->next;
            }
            newListNode->next = new ListNode(min);
            newListNode = newListNode->next;
        }

        return newhead;
    }

    /* merge 2 lists to produce a list twice as large
     * as the former list. Each pass will take
     * O(n). Totally, it has logk passes and thus its
     * time complexity is O(nlogk).
     */

    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        if (lists.size() == 0) {
            return NULL;
        }
        ListNode * l1, * l2;
        while (lists.size() > 1) {
            l1 = lists.back();
            lists.pop_back();
            l2 = lists.back();
            lists.pop_back();
            lists.insert(lists.begin(), merge2Lists(l1, l2) );
        }
        return lists[0];
    }
};

時間複雜度：O(n logk)