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美丽中国网页界面设计_客服电话系统_痘痘该如何去除效果好_第三方网站流量统计

时间:2025/7/11 8:25:51来源:https://blog.csdn.net/shuibuxingaaa/article/details/146919999 浏览次数:1次
美丽中国网页界面设计_客服电话系统_痘痘该如何去除效果好_第三方网站流量统计

合并K个升序链表的高效算法解析

1. 题目链接

LeetCode 23. 合并K个升序链表

2. 题目描述

给定一个包含k个升序链表的数组lists,要求将所有链表合并为一个新的升序链表并返回。例如,输入三个链表1->4->51->3->42->6,合并后的结果为1->1->2->3->4->4->5->6

3. 示例分析

假设输入的三个链表为:

  • 链表1: 1 → 4 → 5
  • 链表2: 1 → 3 → 4
  • 链表3: 2 → 6

合并过程

  1. 初始时,堆中依次插入各链表的头节点112
  2. 弹出最小值1(链表1),将后续的4加入堆。此时堆顶为1(链表2)。
  3. 弹出1(链表2),将后续的3加入堆。堆顶变为2
  4. 重复此过程,直到所有节点按升序连接。

4. 算法思路

优先队列(小顶堆)

核心思想:利用优先队列动态维护当前所有链表的最小节点,每次选取最小值插入结果链表,时间复杂度为O(N logk)N为总节点数,k为链表数量。

步骤

  1. 初始化小顶堆:将所有链表的非空头节点入堆。
  2. 构建结果链表:使用哑节点简化头节点处理。
  3. 循环合并
    • 弹出堆顶最小节点,链接到结果链表尾部。
    • 若该节点有后续节点,将其加入堆。
  4. 返回结果:释放哑节点,返回合并后的链表头。

5. 边界条件与注意事项

  • 空输入处理:当lists为空或所有链表为空时,直接返回nullptr
  • 链表中途为空:仅将非空节点入堆,避免无效操作。
  • 内存管理:正确释放哑节点,防止内存泄漏。
  • 比较器设计:C++中优先队列默认为大顶堆,需自定义小顶堆逻辑。

6. 代码实现

class Solution {
public:// 自定义小顶堆比较器struct cmp {bool operator()(const ListNode* l1, const ListNode* l2) {return l1->val > l2->val; // 小顶堆条件}};ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {priority_queue<ListNode*, vector<ListNode*>, cmp> heap;// 所有非空头节点入堆for (auto head : lists) {if (head) heap.push(head);}// 哑节点简化处理ListNode* dummy = new ListNode(0);ListNode* tail = dummy;while (!heap.empty()) {ListNode* minNode = heap.top();heap.pop();// 链接到结果链表tail->next = minNode;tail = tail->next;// 后续节点入堆if (minNode->next) {heap.push(minNode->next);}}ListNode* res = dummy->next;delete dummy; // 释放哑节点return res;}
};

代码解析

  • 比较器cmp:通过重载operator()定义节点比较规则,构建小顶堆。
  • 入堆条件:仅非空节点参与合并,避免无效操作。
  • 动态维护堆:每次弹出最小节点后,将其后续节点加入堆,保证堆中始终为当前最小候选。
  • 哑节点技巧:简化头节点处理逻辑,最后通过dummy->next返回结果,避免空链表判断。

通过上述方法,可高效合并K个有序链表,适用于大规模数据处理场景。

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