面对LeetCode难题，巧用合并算法应对升序链表！

2023-11-27 18:43:54

LeetCode算法题的魅力

LeetCode是一个受欢迎的算法题平台，提供多种难度级别的算法题，供编程爱好者和专业程序员练习和提高编程技能。算法题不仅考验编程者的逻辑思维和算法能力，还涉及数据结构、算法设计和代码实现等多方面知识。通过解决LeetCode算法题，可以有效提升编程能力，拓宽编程知识面，为职业发展和个人提升奠定坚实基础。

LeetCode第23题：合并K个升序链表

LeetCode第23题要求将K个升序链表合并为一个升序链表。该算法题的难点在于如何有效地将多个链表合并为一个单一的升序链表。

巧妙的合并算法

解决LeetCode第23题的关键在于巧妙地运用合并算法。合并算法是一种将两个有序序列合并为一个有序序列的算法。最常用的合并算法是归并排序算法，该算法的时间复杂度为O(nlogn)，其中n是两个有序序列的总长度。

具体解题步骤

定义一个虚拟头结点head，并将其指向一个哨兵结点dummy。
初始化一个优先队列pq，并将每个链表的头结点放入pq中。
从pq中取出最小的结点，并将其添加到head的后面。
将该结点的下一个结点放入pq中。
重复步骤3和步骤4，直到pq中没有结点为止。
返回head的下一个结点，即合并后的链表的头结点。

代码示例

def mergeKLists(lists):
    if not lists:
        return None

    # 创建一个虚拟头结点
    head = ListNode(0)
    # 指向虚拟头结点
    curr = head

    # 创建一个优先队列
    pq = []

    # 将每个链表的头结点放入优先队列
    for node in lists:
        if node:
            pq.append((node.val, node))

    # 从优先队列中取出最小的结点
    while pq:
        val, node = pq.pop(0)
        # 将该结点添加到head的后面
        curr.next = node
        # 将该结点的下一个结点放入优先队列
        if node.next:
            pq.append((node.next.val, node.next))

        # 指向下一个结点
        curr = curr.next

    # 返回head的下一个结点
    return head.next