题解 | 合并k个已排序的链表

/**
 * struct ListNode {
 *  int val;
 *  struct ListNode *next;
 *  ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
#include <algorithm>
class Solution {
  public:
    /**
     * 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
     * 可以利用现有
     *
     * @param lists ListNode类vector
     * @return ListNode类
     */

    static bool compareLess(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        return l1->val > l2->val;
    }

    // 方法一: 利用堆概念
    ListNode* mergeByHeap(vector<ListNode*>& lists) {
        // write code here
        ListNode fake(0);
        ListNode* cur = &fake;

        vector<ListNode*> data;
        for (const auto& item : lists) {
            if (item) {
                data.push_back(item);
            }
        }

        make_heap(data.begin(), data.end(), compareLess);

        while (data.size()) {
            cur->next = data.front();
            pop_heap(data.begin(), data.end(), compareLess);
            data.pop_back();
            cur = cur->next;
            if (cur->next) {
                data.push_back(cur->next);
                push_heap(data.begin(), data.end(), compareLess);
            }
        }


        return fake.next;
    }

    // 方法二：利用merge算法，进行两两合并
    ListNode* mergeTwoSortedLists(ListNode* L1, ListNode* L2) {
        if (L1 == nullptr) // 出口遍历选择
            return L2;
        if (L2 == nullptr)
            return L1;
        if (L1->val <= L2->val) {
            L1->next = mergeTwoSortedLists(L1->next,
                                           L2); // 此时L1的val值小，那么它的next需要指向下一个大的值
            return L1;
        } else {
            L2->next = mergeTwoSortedLists(L1, L2->next);
            return L2;
        }
    }


    ListNode* mergeByMergeSort(vector<ListNode*>& lists) {
        if (lists.empty()) {
            return nullptr;
        }

        while (lists.size() > 1) {
            auto sorted_list = mergeTwoSortedLists(lists.back(),
                                                   *std::prev(std::prev(lists.end())));
            lists.pop_back();
            lists.pop_back();
            lists.push_back(sorted_list);
        }
        return lists.front();
    }

    // 方法三
    // 使用优先队列容器，比单纯的使用make_heap,pop_heap和push_heap来得方便。
    struct compare {
        bool operator()(ListNode* l1, ListNode* l2) {
            return l1->val > l2->val;
        }
    };
    ListNode* mergeByPriorityQueue(vector<ListNode*>& lists) {
        std::priority_queue<ListNode*, vector<ListNode*>, compare> q;
        for (auto l : lists) {
            if (l) {
                q.push(l);
            }
        }

        ListNode fake(0);
        ListNode* cur = &fake;
        while (!q.empty()) {
            cur->next = q.top();
            q.pop();
            cur = cur->next;
            if (cur->next) {
                q.push(cur->next);
            }
        }

        return fake.next;
    }


    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        // 方法一
        // return mergeByHeap(lists);

        // 方法二
        // return mergeByMergeSort(lists);

        // 方法三
        return mergeByPriorityQueue(lists);
    }


};