23. 合并 K 个升序链表

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

解答

/*** 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:// 分治合并的方法// 若有k个链表，第一轮两两合并，得到 k/2 个链表 // 第二轮再两两合并，得 k / 4个链表，依此类推，剩余一个链表然后再自底向上合并ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {return merge(lists, 0, lists.size() - 1);}ListNode* mergeKLists1(vector<ListNode*>& lists) {// 顺序合并ListNode *ans = nullptr; // 初始和一个空链表合并，便于操作for(size_t i = 0; i < lists.size(); ++i){ans = mergeTwoLists(ans, lists[i]);}return ans;}private:// 将 lists中下标从[l, r]的链表进行合并ListNode *merge(vector<ListNode*>& lists, int l, int r){if(l == r) return lists[l];if(l > r) return nullptr;int mid = (l + r) >> 1; // 拆分成两部分进行合并return mergeTwoLists(merge(lists, l, mid), merge(lists, mid + 1, r));}// 两个链表进行归并排序ListNode* mergeTwoLists(ListNode *a, ListNode *b){if((!a) || (!b)) return a ? a : b;ListNode head, *tail = &head, *aptr = a, *bptr = b;// 归并，尾插入列表while(aptr && bptr){if(aptr->val < bptr->val){tail->next = aptr;aptr = aptr->next;}else {tail->next = bptr;bptr = bptr->next;}tail = tail->next;}// 处理还有节点的链表，添加到结尾tail->next = aptr ? aptr : bptr;return head.next;}};