[LeetCode]23. Merge k Sorted Lists

题目

Merge k sorted linked lists and return it as one sorted list. Analyze and describe its complexity.

测试案例

Input:
[
  1->4->5,
  1->3->4,
  2->6
]
Output: 1->1->2->3->4->4->5->6

思路

使用最小堆进行多路归并，堆中存放的元素是每一个有序链表。

排序的比较方法是链表头节点的值。

每次从堆中取出最小值后，取出头结点。当链表剩余部分非空时，就将其放入堆中。将头结点放入结果队列的尾部。

具体实现

• 由于 java 中有数据结构 PriorityQueue(优先级队列)，所以利用它来实现。创建优先级队列时，传入一个比较器即可。

• 然后依次将每个非空链表放入队列中。

• 接下来，只要队列非空，就从中取出最小值的链表。取出头结点，剩余部分非空时，放回队列，将头结点放入结果队列尾部。

• 优先级队列为空时，将结果队列尾节点的 next 置为空，注意，此时 tail 可能为空。需要先判断。

代码如下

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        ListNode head = null, tail = null;
        //建立一个优先级队列
        PriorityQueue<ListNode> heap = new PriorityQueue<>((n1, n2)->{
            return n1.val - n2.val;
        });
        int num = lists.length;   
        //依次放入每一个非空链表
        for(int i = 0; i < num; i++){
            if(lists[i] != null){
                heap.offer(lists[i]);
            }
        }
        ListNode cur;
        while(!heap.isEmpty()){
            cur = heap.poll();
            if(cur.next != null){
                heap.offer(cur.next);
            }
            if(head == null){
                head = cur;                
            }
            else{
                tail.next = cur;
            }
            tail = cur;            
        }
        if(tail != null){
            tail.next = null;
        }        
        return head;
    }
}