Merge k Sorted Lists

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Merge k sorted linked lists and return it as one sorted list. Analyze and describe its complexity.

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 Divide and Conquer Linked List Heap

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 (E) Merge Two Sorted Lists (M) Ugly Number II

一.本人用STL中最小优先队列代码如下：

/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { *     int val; *     ListNode *next; *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} * }; */class Solution {public:    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {if( !lists.size() )return NULL;ListNode *head = new ListNode(-1);ListNode *List_cur = head;priority_queue<ListNode *, vector<ListNode *>, cmp> min_que;for( int i = 0; i < lists.size(); i++)if(lists[i])min_que.push( lists[i]);while( min_que.size()){List_cur->next = min_que.top();List_cur = List_cur->next;min_que.pop();if(  List_cur->next )min_que.push( List_cur->next );}head = head->next;return head;    }struct cmp{bool operator()( ListNode *a, ListNode *b ){return a->val > b->val;}};};

二.网上某同学用STL中堆代码如下：

//47msstruct CompareListElement {    bool operator ()(const ListNode* a, const ListNode* b) const    {        return (a->val > b->val);  //NOTE1： 用大于符号建立小堆    }};class Solution {public:    ListNode *mergeKLists(vector<ListNode *> &lists) {        vector<ListNode*> vecK;        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);        ListNode* tail = dummyHead;        for (int i = 0; i < lists.size(); ++i) {            if (lists[i] != NULL) {//NOTE2: 判断是否为NULL                vecK.push_back(lists[i]);            }        }                std::make_heap(vecK.begin(), vecK.end(), CompareListElement()); //NOTE3.1 comparator 要么全部使用，要么全部不使用        while(!vecK.empty()) {            tail->next = vecK.front();            tail = tail->next;            std::pop_heap(vecK.begin(), vecK.end(), CompareListElement()); //NOTE3.2 comparator 要么全部使用，要么全部不使用            vecK.pop_back();            if(tail->next != NULL) {                vecK.push_back(tail->next);                std::push_heap(vecK.begin(), vecK.end(), CompareListElement()); //NOTE3.3 comparator 要么全部使用，要么全部不使用            }        }        return dummyHead->next;    }};

三.童鞋自己写的堆，代码如下：copy下学习

class Solution {public:    ListNode *mergeKLists(vector<ListNode *> &lists) {        // 使用堆排序,         // 1. 选出每个链表的头来插入小顶堆中，        // 2. 再把堆顶接入合并链表中，        // 3. 被选出的指针后移再加入小顶堆中,回到2        // 4. 最后所有链表都为空时，返回合并链表的头指针        if(lists.empty()) return nullptr;        vector<ListNode* > heap;        // 1. 选出每个链表的头来插入小顶堆中，        for(int i = 0; i != lists.size(); i ++){            if(lists[i]) heap.push_back(lists[i]);        }        makeHeap(heap);        // 2. 再把堆顶接入合并链表中，        ListNode head(-1); // 合并链表的表头        ListNode* p = &head;        while(!heap.empty()){            auto minNode = popHeap(heap);            p->next = minNode; // 接入链表            p = p->next;            // 3. 被选出的指针后移再加入小顶堆中,回到2            auto next = minNode->next;            if(next) pushHeap(heap, next);        }        // 4. 最后所有链表都为空时，返回合并链表的头指针        return head.next;    }    // 建立小顶堆    // 自低向上    void makeHeap(vector<ListNode*> &heap){        // 从最后一个元素的父节点开始建立小顶堆        for(int i = heap.size()/2; i >0 ; i --){            minHeap(heap, i);        }    }    // 调整小顶堆,以第i个元素为根建立小顶堆    //位置从1开始，取元素时记得-1    // 自顶向下    void minHeap(vector<ListNode*> &heap, int i){        int l = i*2;        int r = l+1;        int least(i);        // 算出最小元素的位置        if((l< heap.size()+1) && heap[l-1]->val<heap[i-1]->val ){            // 如果没有超过边界并且左孩子比父亲小，则换            least = l;        }        if(r<heap.size()+1 && heap[r-1]->val<heap[least-1]->val){            // 如果没有超过边界并且右孩子最小，则换            least = r;        }        if(least != i){            swap(heap[i-1], heap[least-1]);            minHeap(heap, least);        }    }    // 在小顶堆中插入一个元素    // 自低向上    void pushHeap(vector<ListNode*> &heap, ListNode* p){        heap.push_back(p);        int child = heap.size();        int parent = child/2;        for(int child = heap.size(),parent = child/2; parent; child--, parent = child/2){            if(heap[child-1]->val < heap[parent-1]->val){                swap(heap[child-1], heap[parent-1]);            }        }    }    // 弹出堆顶    ListNode* popHeap(vector<ListNode*> &heap){        swap(heap[0], heap[heap.size()-1]);        auto p = heap.back();        heap.pop_back();        minHeap(heap, 1);        return p;    }};