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  • [LeetCode] 023. Merge k Sorted Lists (Hard) (C++/Java/Python)

    索引:[LeetCode] Leetcode 题解索引 (C++/Java/Python/Sql)
    Github:
    https://github.com/illuz/leetcode


    023. Merge k Sorted Lists (Hard)

    链接

    题目:https://oj.leetcode.com/problems/merge-k-sorted-lists/
    代码(github):https://github.com/illuz/leetcode

    题意


    021. Merge Two Sorted Lists (Easy) 类似,这次要 Merge K 个。

    分析

    很明显可以想到利用已完成的 Merge Two Sorted Lists 的函数来用。
    这时候有两种方法:
    1. (C++) 用2分的思想,把每一个 List 和它相邻的 List 进行 Merge,这样范围就缩小了1半了,再重复这样,就能够 O(nklogk) 完成。比如: [1, 2, …, n] 的第1轮 Merge 是 [1, n/2], [2, n/2+1], …
    2. (Python) 也是用2分的思想,就是把 Lists 分为两部份,分别递归 Merge k Sorted Lists 后变成两个 List ,然后再对这两 List 进行 Merge Two Sorted Lists 。

    这两种方法都是递归调用,都可以进行记忆化,用空间换时间,不过我不清楚会不会超空间(Memory Limit Exceed),所以就没试了~

    除用2分的思路,还有更好写的方法,就是用堆(heap),具体就是用优先队列(Priority Queue)。
    (Java) 先把每一个 List 的第1个节点放进优先队列,每次取出队列中的最大值节点,再把那个节点的 next 放进去。

    代码

    C++:

    class Solution {
    public:
    ListNode *mergeKLists(vector<ListNode *> &lists) {
    int sz = lists.size();
    if (sz == 0)
    return NULL;

    while (sz > 1) {
    int k = (sz + 1) / 2;
    for (int i = 0; i < sz / 2; i++)
    lists[i] = mergeTwoLists(lists[i], lists[i + k]);
    sz = k;
    }
    return lists[0];
    }

    ListNode *mergeTwoLists(ListNode *l1, ListNode *l2) {
    if (l1 == NULL)
    return l2;
    if (l2 == NULL)
    return l1;

    ListNode *start, *p1;

    if (l1->val < l2->val) {
    p1 = start = l1;
    l1 = l1->next;
    } else {
    p1 = start = l2;
    l2 = l2->next;
    }
    while (l1 != NULL && l2 != NULL) {
    if (l1->val < l2->val) {
    p1->next = l1;
    p1 = l1;
    l1 = l1->next;
    } else {
    p1->next = l2;
    p1 = l2;
    l2 = l2->next;
    }
    }
    if (l1 != NULL)
    p1->next = l1;
    else
    p1->next = l2;
    return start;
    }
    };

    Java:

    public class Solution {

    public ListNode mergeKLists(List<ListNode> lists) {
    Queue<ListNode> heap = new PriorityQueue<ListNode>(new Comparator<ListNode>(){
    @Override public int compare(ListNode l1, ListNode l2) {
    return l1.val – l2.val;
    }
    });

    ListNode dummy = new ListNode(0), cur = dummy, tmp;
    for (ListNode list : lists) {
    if (list != null) {
    heap.offer(list);
    }
    }
    while (!heap.isEmpty()) {
    tmp = heap.poll();
    cur.next = tmp;
    cur = cur.next;
    if (tmp.next != null) {
    heap.offer(tmp.next);
    }
    }
    return dummy.next;
    }
    }

    Python:

    class Solution:
    # @param a list of ListNode
    # @return a ListNode
    def mergeKLists(self, lists):
    if len(lists) == 0:
    return None
    if len(lists) == 1:
    return lists[0]

    mid = len(lists) // 2
    left = self.mergeKLists(lists[:mid])
    right = self.mergeKLists(lists[mid:])

    # merge left and right
    dummy = ListNode(0)
    cur = dummy
    while left or right:
    if right == None or (left and left.val <= right.val):
    cur.next = left
    left = left.next
    else:
    cur.next = right
    right = right.next
    cur = cur.next

    return dummy.next

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