一道经典链表题向你介绍「哨兵技巧」|Java 刷题打卡

一道经典链表题向你介绍「哨兵技巧」|Java 刷题打卡

技术杂谈小彩虹2021-08-16 19:41:05290A+A-

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题目描述

这是 LeetCode 上的 23. 合并K个升序链表 ,难度为 中等

Tag : 「优先队列」、「堆」、「链表」

给你一个链表数组,每个链表都已经按升序排列。

请你将所有链表合并到一个升序链表中,返回合并后的链表。

示例 1:

输入:lists = [[1,4,5],[1,3,4],[2,6]]

输出:[1,1,2,3,4,4,5,6]

解释:链表数组如下:
[
  1->4->5,
  1->3->4,
  2->6
]
将它们合并到一个有序链表中得到。
1->1->2->3->4->4->5->6

示例 2:

输入:lists = []

输出:[]

示例 3:

输入:lists = [[]]

输出:[]

提示:

  • k == lists.length
  • 0 <= k <= 1 0 4 10^4
  • 0 <= lists[i].length <= 500
  • - 1 0 4 10^4 <= lists[i][j] <= 1 0 4 10^4
  • lists[i] 按 升序 排列
  • lists[i].length 的总和不超过 1 0 4 10^4

优先队列(哨兵技巧)

哨兵技巧我们在前面的多道链表题讲过,让三叶来帮你回忆一下:

做有关链表的题目,有个常用技巧:添加一个虚拟头结点(哨兵),帮助简化边界情况的判断。

由于所有链表本身满足「升序」,一个直观的做法是,我们比较每条链表的头结点,选取值最小的节点,添加到结果中,然后更新该链表的的头结点为该节点的 next 指针。循环比较,直到所有的节点都被加入结果中。

对应到代码的话,相当于我们需要准备一个「集合」,将所有链表的头结点放入「集合」,然后每次都从「集合」中挑出最小值,并将最小值的下一个节点添加进「集合」(如果有的话),循环这个过程,直到「集合」为空(说明所有节点都处理完,进过集合又从集合中出来)。

而「堆」则是满足这样要求的数据结构。

代码:

class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1), tail = dummy;
        PriorityQueue<ListNode> q = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.val - b.val);
        for (ListNode node : lists) {
            if (node != null) q.add(node);
        }
        while (!q.isEmpty()) {
            ListNode poll = q.poll();
            tail.next = poll;
            tail = tail.next;
            if (poll.next != null) q.add(poll.next);
        }
        return dummy.next;
    }
}
  • 时间复杂度:会将每个节点处理一遍。复杂度为 O ( n ) O(n)
  • 空间复杂度: O ( 1 ) O(1)

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.23 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:github.com/SharingSour…

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