算法基础~链表~排序链表的合并（k条）

算法基础~链表~排序链表的合并（k条）

1，题意：已知k个已排序链表头结点指针，将这k个链表合并，合并后仍然为有序的，返回合并后的头结点。

2，方法之间时间复杂度的比较：

方法1（借助工具vector封装好的sort方法）：将k * n个结点放到vector，则原 vector的排序时间复杂度是 O(nlogn);

有k*n个结点的排序，时间复杂度是 O(knlog(kn));

方法2（分制后相连法），分制：这里咱要想到高中的DNA复制~一个DNA复制生成K个DNA的过程。

【1----复制----》k个数】，复制了n次，结果有k个数，则2ⁿ = k。

这里咱反过来，想到是在融合，则【k个数----复制----》1】，这个过程需要融合的次数，跟当初 复制次数一样，由2ⁿ = k，解得，n=logk。

●具体过程分析：

第一次，链表两两之间合并，进行 合并次数为 k/2,每次处理结点数字为2n个；

第二次，链表两两之间合并，进行 合并次数为 k/4,每次处理结点数字为4n个；

。。。

由上面推导的融合过程，知道最后一次，即 第 logk 次，链表两两之间进行 合并，进行合并次数为

k/2 ^logk,每次处理结点数字为2 ^logk n个；

时间复杂度：2n * k/2 + 4n * k/4 + 8n * k/8 + … + 2 ^logk n * k/2 ^logk = nk + nk + nk +… +nk = O(nklogk)；

所以方法2，更优；

3，从方法2的分析过程，咱深深的感受到一种：把规模大的问题变成规模较小的；规模较小的问题又变成规模更小的问题，

小到一定程度可以直接得出它的解，从而得到问题的解。~没错，是递归的味道！

4，直接上代码，分析如上【代码中的mergeTwoLists（链表1头指针，链表2头指针）参考咱上一篇文章：

《算法基础~链表~排序链表的合并（2条）》~ https://www.cnblogs.com/shan333/p/15041561.html】：

public class Solution {
  public:
    ListNode* mergeKLists(std::vector<ListNode*>& lists){
       if(lists.size() == 0){
           return NULL;
       }
       if(lists.size() == 1){
           return lists[0];
       }
       if(lists.size() == 2){
           return mergeTwoLists(lists[0],lists[1]);
       }
       int mid = lists.size() / 2;
       //拆分成两个子lists
       std::vector<ListNode*> sub1_lists;
       std::vector<ListNode*> sub2_lists;
       for(int i = 0; i < mid; i++){
           sub1_lists.push_back(lists[i]);
       }
       for(int i = mid; i < lists.size(); i++){
           sub2_lists.push_back(lists[i]);
       }
       //递归，不断的两两链表进行融合
       ListNode *l1 = mergeKList(sub1_lists);
       ListNode *l2 = mergeKList(sub2_lists);
       return mergeTwoLists(l1, l2);
    }
}

5，递归思想的使用：

递归算法的思想是：把规模大的问题变成规模较小的；规模较小的问题又变成规模更小的问题，小到一定程度可以直接得出它的解，从而得到问题的解。

解决问题时，把一个问题转化为一个新的问题，而这个新的问题的解决方法仍与原问题的解法相同，

只是所处理的对象有所不同，这些被处理的对象之间是有规律的递增或递减；

 

参考文章：《什么情况下用递归？~https://blog.csdn.net/ggxxkkll/article/details/7524056》