合并k个已排序的链表-牛客

思路

使用归并排序，用递归实现。
k个链表，相当于k个子问题，需要划分为链表数量更少的子问题，直到每一组合并时是两两合并，然后继续往上合并，这个过程基于递归：

• 递归函数终止条件： 直到左右区间相等或左边大于右边。
• 递归函数入参和返回值：入参：存放k个链表的lists、区间首、尾结点；返回值： 每级返回已经合并好的子问题链表。
• 本层逻辑： 对半划分，将划分后的子问题合并成新的链表。

合并：与合并两个排序链表相似，使用双指针，分别指向2个链表的表头，虚拟头结点为为新链表的表头

步骤：
1：从链表数组的首和尾开始，每次划分从中间开始划分，划分成两半，得到左边n/2n/2n/2个链表和右边n/2n/2n/2个链表。
2：继续不断递归划分，直到每部分链表数为1.
3：将划分好的相邻两部分链表，按照两个有序链表合并的方式合并，合并好的两部分继续往上合并，直到最终合并成一个链表

# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
#
# 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
#
# 
# @param lists ListNode类一维数组 
# @return ListNode类
#
class Solution:
    def mergeKLists(self , lists: List[ListNode]) -> ListNode:
        # 归并排序:双指针+分治
        #K个链表归并排序
        return self.divideMerge(lists, 0, len(lists)-1)
    
    def Merge2(self, phead1, phead2) -> ListNode:
        #合并2个有序链表
        #一个已空，直接返回另一个
        if phead1==None:
            return phead2
        if phead2==None:
            return phead1
        #虚拟表头
        head=ListNode(0)
        cur=head
        #2个链表都不为空
        while phead1 and phead2:
            if phead1.val <= phead2.val:
                cur.next=phead1
                #只移动取值的指针
                phead1=phead1.next
            else:
                cur.next=phead2
                phead2=phead2.next
            #虚拟指针后移
            cur=cur.next
        #哪个链表有剩，直接连后面
        if phead1:
            cur.next=phead1
        else:
            cur.next=phead2
        #返回值去掉虚拟头结点
        return head.next
            
    
    def divideMerge(self, lists, left, right) -> ListNode:
        #划分区间
        #递归终止条件
        if left > right:
            return
        elif left==right:
            return lists[left]
        else:
            #从中间分成两部分，再将排序好的两段合并
            mid=(left+right)//2
            return self.Merge2(self.divideMerge(lists, left, mid), self.divideMerge(lists, mid+1, right))       
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58