023合并K个链表并排序

 #include "000库函数.h"

 struct ListNode {
     int val;
     ListNode *next;
     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 };
 //自己解法，比较笨，为用算法，即将所有元素合并再排序
 ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
     if (lists.size() < )return NULL;
     vector<int>Nums;
     ListNode* Res = new ListNode();
     ListNode* q = Res;

     for (auto l : lists) {
         ListNode*p = l->next;//去除头结点
         while (p) {
             Nums.push_back(p->val);
             p = p->next;
         }
     }

     sort(Nums.begin(),Nums.end());
     for (auto n : Nums) {
         ListNode* t = new ListNode();
         t->val = n;
         q->next = t;
         q = t;
     }
     return Res->next;

 }
 //才用递归思想，进行两两合并排序//递归较为耗时
 class Solution {
 public:
     ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
         ListNode* rtn = new ListNode(INT_MIN);
         for (auto node : lists) {
             rtn = merge(rtn, node);
         }
         return rtn->next;
     }
     ListNode* merge(ListNode * l1, ListNode* l2) {
         if (!l1)
             return l2;
         if (!l2)
             return l1;
         if (l1->val < l2->val)
         {
             l1->next = merge(l1->next, l2);
             return l1;
         }
         else
         {
             l2->next = merge(l1, l2->next);
             return l2;
         }
     }
 };

 //用到分治法 Divide and Conquer Approach。简单来说就是不停的对半划分，
 //比如k个链表先划分为合并两个k / 2个链表的任务，再不停的往下划分，
 //直到划分成只有一个或两个链表的任务，开始合并。举个例子来说比如合并6个链表，
 //那么按照分治法，我们首先分别合并0和3，1和4，2和5。这样下一次只需合并3个链表，
 //我们再合并1和3，最后和2合并就可以了。代码中的k是通过(n + 1) / 2 计算的，
 //这里为啥要加1呢，这是为了当n为奇数的时候，k能始终从后半段开始，比如当n = 5时，
 //那么此时k = 3，则0和3合并，1和4合并，最中间的2空出来。当n是偶数的时候，加1也不会有影响，
 //比如当n = 4时，此时k = 2，那么0和2合并，1和3合并，完美解决问题，参见代码如下：

 class Solution {
 public:
     ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
         if (lists.empty()) return NULL;
         int n = lists.size();
         while (n > ) {
             int k = (n + ) / ;
             for (int i = ; i < n / ; ++i) {
                 lists[i] = mergeTwoLists(lists[i], lists[i + k]);
             }
             n = k;
         }
         return lists[];
     }
     ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
         ListNode *dummy = new ListNode(-), *cur = dummy;
         while (l1 && l2) {
             if (l1->val < l2->val) {
                 cur->next = l1;
                 l1 = l1->next;
             }
             else {
                 cur->next = l2;
                 l2 = l2->next;
             }
             cur = cur->next;
         }
         if (l1) cur->next = l1;
         if (l2) cur->next = l2;
         return dummy->next;
     }
 };

 //我们再来看另一种解法，这种解法利用了最小堆这种数据结构，
 //我们首先把k个链表的首元素都加入最小堆中，它们会自动排好序。
 //然后我们每次取出最小的那个元素加入我们最终结果的链表中，
 //然后把取出元素的下一个元素再加入堆中，下次仍从堆中取出最小的元素做相同的操作，
 //以此类推，直到堆中没有元素了，此时k个链表也合并为了一个链表，返回首节点即可，代码如下：
 class Solution {
 public:
     ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
         auto cmp = [](ListNode*& a, ListNode*& b) {
             return a->val > b->val;
         };
         priority_queue<ListNode*, vector<ListNode*>, decltype(cmp) > q(cmp);
         for (auto node : lists) {
             if (node) q.push(node);
         }
         ListNode *dummy = new ListNode(-), *cur = dummy;
         while (!q.empty()) {
             auto t = q.top(); q.pop();
             cur->next = t;
             cur = cur->next;
             if (cur->next) q.push(cur->next);
         }
         return dummy->next;
     }
 };
 //将所有的结点值出现的最大值和最小值都记录下来，
 //然后记录每个结点值出现的次数，这样我们从最小值遍历到最大值的时候，
 //就会按顺序经过所有的结点值，根据其出现的次数，建立相对应个数的结点。
 //但是这种解法有个特别需要注意的地方，那就是合并后的链表结点都是重新建立的，
 //若在某些情况下，我们不能新建结点，而只能交换或者重新链接结点的话，那么此解法就不能使用，
 //但好在本题并没有这种限制，可以完美过OJ，参见代码如下：
 class Solution {
 public:
     ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
         ListNode *dummy = new ListNode(-), *cur = dummy;
         unordered_map<int, int> m;
         int mx = INT_MIN, mn = INT_MAX;
         for (auto node : lists) {
             ListNode *t = node;
             while (t) {
                 mx = max(mx, t->val);
                 mn = min(mn, t->val);
                 ++m[t->val];
                 t = t->next;
             }
         }
         for (int i = mn; i <= mx; ++i) {
             if (!m.count(i)) continue;
             for (int j = ; j < m[i]; ++j) {
                 cur->next = new ListNode(i);
                 cur = cur->next;
             }
         }
         return dummy->next;
     }
 };

 void T023() {
     vector<ListNode*>lists;
     srand((int)time());
     for (int i = ; i < ; ++i) {
         ListNode* head,*p;
         head = new ListNode();
         p = head;
         for (int j = ; j < ; ++j) {
             ListNode* t = new ListNode();
             t->val = rand() % ;
             p->next = t;
             p = t;
         }
         lists.push_back(head);
         head = head->next;
         while (head) {
             cout << head->val << '\t';
             head = head->next;
         }
         cout << endl;
     }
     ListNode* L1 = mergeKLists(lists);
     while (L1) {
         cout << L1->val << '\t';
         L1 = L1->next;
     }

     cout << endl;

 }