首先吐槽一下,有些老铁采用了这种投机取巧的方法:直接遍历列表,取出每个链表里面的值然后进行数组排序,最后再依次插入到一个新链表中。

喂,你要这么写,那面试官只能面带微笑的告诉你:“写的不错,今天的面试就先到这里吧。”
很明显这种解法走偏了,自己刷题可以试,面试可别这么整。这种题其实就是两个有序链表合并的升级版。下面讲下思路:

思路:
这道题目最容易想到的做法是,使用【合并两个有序链表】中的方法,融合前两个链表,将下一个链表与当前结果融合,遍历列表中的每个链表,不断循环下去。但是这种方法时间复杂度很高,我们考虑用二分法把列表进行中间拆分,将列表都拆成长度相等的两个列表,然后融合每个小列表中的链表即可。这样就可以将K级别的融合计算量转换为log(K)级别。

代码(分治递归法)

# 
# @param lists ListNode类一维数组 
# @return ListNode类
#
class ListNode:
     def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution:
    def mergeKLists(self , lists ):
        if len(lists) <= 2: 
            return self.mergeTwoLists(lists)

        def splitLists(lists):
            idx = len(lists) // 2
            return lists[:idx], lists[idx:]
        a, b = splitLists(lists)
        a_merge = self.mergeKLists(a)
        b_merge = self.mergeKLists(b)
        return self.mergeTwoLists([a_merge, b_merge])

    def mergeTwoLists(self, lists):
            if not lists: return None
            if len(lists)==1: return lists[0]
            head1, head2 = lists
            head = dump = ListNode(0)
            while head1 and head2:
                if head1.val < head2.val:
                    head.next = head1
                    head1 = head1.next
                else:
                    head.next = head2
                    head2 = head2.next
                head = head.next
            head.next = head1 if head1 else head2
            return dump.next

当然有的铁子们说,我还可以用优先队列来实现呀!
没毛病,老铁,但复杂度稍微高点,而且需要import对应的库,虽不建议,但练练手实现一下也无妨嘛,来简单看一下吧。

思路
主要是利用最小堆方法,用一个大小为K的最小堆(用优先队列+自定义降序实现)(优先队列就是大顶堆,队头元素最大,自定义为降序后,就变成小顶堆,队头元素最小),先把K个链表的头结点放入堆中,每次取堆顶元素,然后将堆顶元素所在链表的下一个结点加入堆中。

代码(优先队列)

class Solution:
    def mergeKLists(self, lists: List[ListNode]) -> ListNode:
        import heapq
        dump= ListNode(0)
        p = dump
        head = []
        for i in range(len(lists)):
            if lists[i] :
                heapq.heappush(head, (lists[i].val, i))
                lists[i] = lists[i].next
        while head:
            val, idx = heapq.heappop(head)
            p.next = ListNode(val)
            p = p.next
            if lists[idx]:
                heapq.heappush(head, (lists[idx].val, idx))
                lists[idx] = lists[idx].next
        return dump.next

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