【LetMeFly】23.合并 K 个升序链表

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/merge-k-sorted-lists/

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：

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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：

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输入：lists = []
输出：[]

示例 3：

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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

方法一：优先队列

我们只需要将每个链表的当前节点（初始值是表头）放入小根堆中，每次从小根堆中取出一个节点并拼接起来，若这个节点不是表尾节点，则这个节点的下一个节点入队。

时间复杂度 O ( N × log ⁡ k ) O(N\times \log k) O(N×logk)，其中 n n n是所有节点的个数
空间复杂度 O ( k ) O(k) O(k)

AC代码

C++

cpp 复制代码

class Solution {
private:
    struct cmp {
        bool operator() (const ListNode* a, const ListNode* b) {
            return a->val > b->val;
        }
    };
public:
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        priority_queue<ListNode*, vector<ListNode*>, cmp> pq;
        for (ListNode*& node : lists) {
            if (node) {
                pq.push(node);
            }
        }
        ListNode* head = new ListNode(), *p = head;
        while (pq.size()) {
            ListNode* thisNode = pq.top();
            pq.pop();
            p->next = thisNode;
            p = thisNode;
            if (thisNode->next) {
                pq.push(thisNode->next);
            }
        }
        return head->next;
    }
};

Python

python 复制代码

# from typing import List, Optional
# import heapq

# # Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next

# ListNode.__lt__ = lambda a, b: a.val < b.val

class Solution:
    def mergeKLists(self, lists: List[Optional[ListNode]]) -> Optional[ListNode]:
        pq = []
        for node in lists:
            if node:
                heapq.heappush(pq, node)
        head = ListNode()
        p = head
        while pq:
            thisNode = heapq.heappop(pq)
            p.next = thisNode
            p = thisNode
            if thisNode.next:
                heapq.heappush(pq, thisNode.next)
        return head.next

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Tisfy：https://letmefly.blog.csdn.net/article/details/132243952