牛客網高頻演算法題系列-BM5-合併k個已排序的連結串列

牛客網高頻演算法題系列-BM5-合併k個已排序的連結串列

題目描述

合併 k 個升序的連結串列並將結果作為一個升序的連結串列返回其頭節點。

原題目見：BM5 合併k個已排序的連結串列

解法一：分治法

分治法，可以將大問題分解成小問題，然後繼續分解成最小的子問題並解決之。

具體處理過程如下，將k個連結串列分解成2部分處理，遞迴處理這2部分，並呼叫 BM4 合併兩個排序的連結串列 中的方法將2個合併好的連結串列進行合併，最小的子問題的條件是：

• 沒有待合併的連結串列，直接返回空。
• 如果只有一個連結串列，則不需要合併，直接返回該連結串列。

如果不滿足，則需要繼續分解並遞迴處理。

說明：BM4 合併兩個排序的連結串列，請參考 牛客網高頻演算法題系列-BM4-合併兩個排序的連結串列。

程式碼

import com.google.common.collect.Lists;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Bm005 {
    /**
     * 分治法
     *
     * @param lists
     * @return
     */
    public static ListNode mergeKLists(List<ListNode> lists) {
        // 如果沒有待合併的連結串列，直接返回空
        if (lists == null || lists.size() == 0) {
            return null;
        }
        // 如果只有一個連結串列，則不需要合併，直接返回該連結串列
        if (lists.size() == 1) {
            return lists.get(0);
        }
        int left = 0, right = lists.size();
        int mid = (left + right) / 2;
        // 遞迴呼叫當前方法將原有的連結串列集合分成2部分分別進行合併
        // 然後呼叫 BM4 合併兩個排序的連結串列 中的方法將2個合併好的連結串列進行合併
        return Bm004.merge(mergeKLists(lists.subList(0, mid)), mergeKLists(lists.subList(mid, right)));
    }

    public static void main(String[] args) {
        ListNode listNode1 = ListNode.testCase3();
        System.out.println("連結串列一");
        ListNode.print(listNode1);
        ListNode listNode2 = ListNode.testCase4();
        System.out.println("連結串列二");
        ListNode.print(listNode2);
        ListNode listNode3 = new ListNode(7);
        System.out.println("連結串列三");
        ListNode.print(listNode3);
        ArrayList<ListNode> lists = Lists.newArrayList(listNode1, listNode2, listNode3);
        ListNode result = mergeKLists(lists);
        // 測試用例，期望輸出： 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> 7
        System.out.println("合併後的連結串列");
        ListNode.print(result);
    }
}

$1.01^{365} ≈ 37.7834343329$
$0.99^{365} ≈ 0.02551796445$
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