详解 leetcode_078. 合并K个升序链表.小顶堆实现


/**
 * 构造单链表节点
 */
class ListNode{
     int value;//节点值
     ListNode next;//指向后继节点的引用
    public ListNode(){}
    public ListNode(int value){
        this.value=value;
    }
    public ListNode(int value,ListNode next){
        this.value=value;
        this.next=next;
    }
}


package com.ag;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;

/**
 *  leetcode_078. 合并K个升序链表
 *  解题思路：
 *  1.定义小根堆的大小为K，然后从每个链表拿一个元素进来构造最小堆
 *  2.取走堆顶元素（一定是最小值）插入到新链表的表尾，然后将该元素所在的链表再拿一个元素进来，重新构造小顶堆
 *
 */
public class MergeKASCList {
    public ListNode mergeKLists(List<ListNode> lists){
       //1.判断边界
        if(lists==null||lists.size()==0){
            return null;
        }

        //2.构造最小堆
        Queue<ListNode> minHeap=new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o1.value-o2.value);
        for (ListNode listNode : lists) {
            if(listNode!=null){
                minHeap.offer(listNode);//元素入堆
            }
        }

        //3.构造合并后的新链表
        ListNode head=new ListNode(0);
        ListNode tail=head;
        while (!minHeap.isEmpty()){
            //堆顶元素出堆,获取链表最小节点，加入新链表队尾
            tail.next=minHeap.poll();
            tail=tail.next;

            if(tail.next!=null){
                minHeap.offer(tail.next);//最小链表节点的下一个节点加入最小堆 (重新构造小顶堆)
            }
        }
        return head.next;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<ListNode> lists=new ArrayList<>();

        //1.初始化各个节点
        ListNode node1=new ListNode(1);
        ListNode node2=new ListNode(4);
        ListNode node3=new ListNode(5);

        ListNode node4=new ListNode(1);
        ListNode node5=new ListNode(3);
        ListNode node6=new ListNode(4);

        ListNode node7=new ListNode(2);
        ListNode node8=new ListNode(6);

        //2.构建节点之间的引用
        node1.next=node2;
        node2.next=node3;

        node4.next=node5;
        node5.next=node6;

        node7.next=node8;

        //打印链表
//        printLinkedList(node1);
//        printLinkedList(node4);
//        printLinkedList(node7);

        //3.将链表头节点添加到list
        lists.add(node1);
        lists.add(node4);
        lists.add(node7);

        //4.合并链表
        MergeKASCList mergeKASCList=new MergeKASCList();
        ListNode listNode=mergeKASCList.mergeKLists(lists);

        //5.打印合并后的链表
        printLinkedList(listNode);
    }

    /**
     * 打印链表
     * @param head
     */
    public static void printLinkedList(ListNode head) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        while (head != null) {
            list.add(String.valueOf(head.value));
            head = head.next;

        }
        System.out.println(String.join(" -> ", list));
    }
}