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[LeetCode 23. 合并 K 个有序链表](#LeetCode 23. 合并 K 个有序链表)
[LeetCode25 K个一组翻转链表](#LeetCode25 K个一组翻转链表)
LeetCode 23. 合并 K 个有序链表
算法原理
合并 K 个升序链表的核心是：每一轮都需要从「K 个未完成合并的链表的当前头节点」中，快速找到值最小的节点，将其接入结果链表，再将该节点的后继节点作为对应链表的新头节点，重复此过程直到所有节点合并完成。23. 合并 K 个升序链表 - 力扣（LeetCode）
解题步骤
1、构建小顶堆 ：将每个链表的头结点（非空）入堆。
2、虚拟头结点 ：用 newHead 简化链表拼接逻辑。
3、循环取堆顶 ：每次取出堆顶最小结点，拼接到结果链表；若该结点有 next，将 next 入堆。
4、释放虚拟头：返回合并后的链表。
小顶堆是一种完全二叉树结构，具备两个核心特性：
1、堆顶恒为最小值：可以 O (1) 时间获取当前所有候选节点中的最小值
2、高效的动态更新：插入、删除节点的时间复杂度均为 O (logK)（K 为堆中元素个数，即链表的数量）
时间复杂度：O(NlogK)
N：所有链表的总结点数 每个结点入堆 / 出堆各 1 次，每次堆操作 O(logK)
空间复杂度：O(K)
小顶堆最多同时存储 K 个结点（每个链表的头结点）
代码实现
class Solution {
public:
struct cmp
{
//自定义比较器：实现小顶堆
bool operator()(ListNode* l1,ListNode* l2)
{
return l1->val>l2->val;
}
};
ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
//优先级队列->小堆
priority_queue<ListNode*,vector<ListNode*>,cmp> heap;
//将lists里的链表头结点入堆
for(auto l:lists)
{
if(l!=nullptr)
{
heap.push(l);
}
}
ListNode* newHead=new ListNode(0);
ListNode* prev=newHead;
// 循环取堆顶
while(!heap.empty())
{
//取堆顶的元素
ListNode* t=heap.top();
heap.pop();
//链接
ListNode* next=t->next;
t->next=prev->next;
prev->next=t;
prev=t;
// 若有 next，入堆
if(next)
{
heap.push(next);
}
}
//释放虚拟头，返回结果
ListNode* cur=newHead->next;
delete newHead;
return cur;
}
};LeetCode25 K个一组翻转链表
算法原理
单链表的翻转本身不难，但本题的核心难点集中在 3 个地方：
分组翻转的衔接问题：每组翻转后，需要正确连接上一组的尾节点和下一组的头节点，不能出现链表断裂
头节点变化问题：第一组翻转后，整个链表的头节点会发生变化，需要统一处理边界逻辑
剩余节点的处理 ：必须保证最后不足 k 个的节点不翻转，且正确拼接在链表末尾
题目链接：25. K 个一组翻转链表 - 力扣（LeetCode）
解题步骤
1、先求出需要逆序的组数m
2、对长度为k的链表进行头插逆序，重复m次。
时间复杂度：O (n)
- 第一次遍历链表计算长度，时间复杂度 O (n)
- 第二次遍历链表完成分组翻转，每个节点仅被访问一次，时间复杂度 O (n)
- 整体时间复杂度为 O (n)，是本题的最优时间复杂度
空间复杂度：O (1)
- 仅使用了常数个辅助指针变量，没有申请额外的数组、栈等空间
- 符合题目进阶要求的 "原地翻转"，空间复杂度为常数级
代码实现
class Solution {
public:
ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
if(head==nullptr)
{
return head;
}
//1、计算链表的长度
ListNode* cur=head;
int n=0;
while(cur)
{
n++;
cur=cur->next;
}
//2、计算组数
int m=n/k;
//翻转链表-头插
ListNode* newHead=new ListNode(0);
ListNode* prev=newHead;
ListNode* next=nullptr;
ListNode* temp=nullptr;
cur=head;
for(int i=0;i<m;i++)
{
//记录后续哨兵位结点
temp=cur;
// while(k--) error k不能改变 否则会在第二次进入循环时造成死循环 -1！=0成立会继续进循环 从而死循环 最后next=cur->next cur此时为nullptr 对空指针解引用报错
int count=k;
while(count--)
{
next=cur->next;
cur->next=prev->next;
prev->next=cur;
cur=next;
}
prev=temp;
}
prev->next=cur;
cur=newHead->next;
delete newHead;
return cur;
}
};LeetCode206 反转链表
题目描述
解题步骤
法一：
1、设置虚拟头结点进行头插
法二：
1、设置n1、n2、n3三指针，迭代改变指针指向，注意边界n2的条件
时间复杂度：O (n)
- 每个节点只遍历一次
- 只做指针修改，常数操作
- 没有嵌套循环
空间复杂度：O (1)
代码实现
class Solution {
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
//法一：虚拟头结点
// ListNode* newHead=nullptr;
// ListNode* cur=head;
// ListNode* next=nullptr;
// while(cur)
// {
// next=cur->next;
// cur->next=newHead;
// newHead=cur;
// cur=next;
// }
// return newHead;
//法二：三指针
// ListNode* n1=nullptr;
// ListNode* n2=head;
// if(n2==nullptr)
// {
// return nullptr;
// }
// ListNode* n3=head->next;
// while(n2)
// {
// n2->next=n1;
// n1=n2;
// n2=n3;
// if(n3)
// {
// n3=n3->next;
// }
// }
// return n1;
//法三：创建虚拟头结点+头插
ListNode* newHead=new ListNode(0);
ListNode* prev=newHead;
ListNode* cur=head;
ListNode* next=nullptr;
while(cur)
{
next=cur->next;
cur->next=prev->next;
prev->next=cur;
cur=next;
}
cur=prev->next;
delete newHead;
return cur;
}
};