本篇内容介绍了“Java如何实现合并多个升序链表”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
需求描述
给出K个升序链接,要求把这K个升序链表合并成一个,并且这个链表也是升序的。
例如:
A = [1,5,6],
B = [2,3,8],
C = [4,4,9]将这3个链表合并成一个链表
D,合并后
D = [1,2,3,4,4,5,6,8,9],并且将
D的第一个节点返回。
思路解析
我们可以采用优先级队列来实现,先把每个链表的头结点放到一个优先级队列里,优先级队列也叫小根堆。
在放小根堆的时候,谁小就把谁放在最上面。需要注意的是,我们放入的时候,放入的是节点,所以通过这个节点是可以访问整个链表的。
我们看下处理过程:
首先把每个链接的头结点放入小根堆中:
1,2,4。
首先弹出最小的值:
1。
把
1节点的下一个节点
5放入小根堆中,此时小根堆会自动调整顺序,此时为:
2, 4, 5。
将
2节点弹出,让
1节点的
next指针指向
2节点,并且将
2节点的下一个节点
6放入小根堆,此时已弹出的节点为
1,2,而小根堆为
4, 5, 6。
将
4节点弹出,让
2节点的
next指针指向
4节点,并且将
4节点的下一个节点
4放入小根堆中,此时已弹出的节点为
1,2,4,而小根堆为
4, 5, 6。
依此类推,每弹出一个节点,拼接在已弹出节点的后面,并将弹出节点的下一个节点放入小根堆中,直到小根堆中所有的元素全部弹出。
好了,现在整体思路有了,但是现在是不是有个疑问?我们在做算法时,使用到了优先队列,那么我们可以使用系统自带的优先队列吗?
个人感觉,如果是面试时,这个系统自带的类只是题目中很小的一部分,比如上面的题目,主要考察的是如何实现这个过程,而不是考察如何实现优先队列的,如果没有特殊要求不让使用的话,是可以使用的。当然,如果考察是要实现一个优先队列,我要是直接
new一个
PriorityQueue,我估计面试官会一巴掌把我拍出来。
代码实现
链表节点定义如下:
public class ListNode { public int val; public ListNode next; }
因为是小根堆,需要一个排序算法,所以定义一个比较器如下:
public class ListNodeComparator implements Comparator<ListNode> { @Override public int compare(ListNode o1, ListNode o2) { return o1.val - o2.val; } }
合并链接:
public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) { if (lists == null) { return null; } PriorityQueue<ListNode> heap = new PriorityQueue<>(new ListNodeComparator()); for (int i = 0; i < lists.length; i++) { if (lists[i] != null) { heap.add(lists[i]); } } if (heap.isEmpty()) { return null; } ListNode head = heap.poll(); ListNode pre = head; if (pre.next != null) { heap.add(pre.next); } while (!heap.isEmpty()) { ListNode cur = heap.poll(); pre.next = cur; pre = cur; if (cur.next != null) { heap.add(cur.next); } } return head; }
这个方法参数
lists代表要传进来多少个链表,方法合并多个链表后,返回链表的第一个节点。
时间复杂度
假设有
M个链表,
M个链表的总节点个数为
N。此时,对于小根堆来说,他的规模大小为
M,则对于小根堆来说他的操作时间复杂度为
O(logM),一共有
N个节点,所以时间复杂度为
O(N*logM)。