【LeetCode】23. Merge k Sorted Lists

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兩種解法：

1. 調用merge two sorted lists，一次merge兩個鏈表，直到全部merge爲一個鏈表。設每個鏈表長度爲n，共k個鏈表，時間復度通過兩數值的比較次數計算：，空間複雜度爲。

2. 採用堆數據結構，將所有鏈表中的最小元素加入有序堆，當一個最小元素被加入結果鏈表後，將該最小元素所在鏈表的下一節點值加入該堆，直至堆爲空。插入過程最少查找時間複雜度爲，則整體時間複雜度爲，因爲一共nk個元素，每加入一個元素需要至少log(k)次比較操作。

3. 每次merge兩個鏈表，使鏈表總數成下降，則每個循環鏈表長度成上升，時間複雜度爲

Python源碼：

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# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution(object):
    def mergeKLists(self, lists):
        """
        :type lists: List[ListNode]
        :rtype: ListNode
        """
        if not lists:
            return None
        end = len(lists) - 1
        while(end > 0):
            begin = 0
            while begin < end:
                lists[begin] = self.merge2Lists(lists[begin], lists[end])
                begin += 1
                end -= 1
        return lists[0]
    
    def merge2Lists(self, l1, l2):
        dummy = ListNode(0)
        p = dummy
        while l1 != None and l2 != None:
            if l1.val < l2.val:
                p.next = l1
                l1 = l1.next
            else:
                p.next = l2
                l2 = l2.next
            p = p.next
        if l1 != None:
            p.next = l1
        elif l2 != None:
            p.next = l2
        return dummy.next

我的心路：

    又是一個不太Hard的Hard題。思路很直接，每次獲取當前所有node中值最小的node，加入返回序列的下一個，並將列表中此node賦值爲其下一節點，如果該節點爲空，則從列表中刪去該節點。在遍歷之前先刪去了列表中爲空的節點。該方法的時間複雜度按比較次數計算，總共有元素nk個，每添加一個元素到結果鏈表中，需要在k個無序元素中找出最小的——k-1次比較，然後在k個元素中查找該值所在位置——k/2次查找，整體時間複雜度爲，空間複雜度爲。

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# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution(object):
    def mergeKLists(self, lists):
        """
        :type lists: List[ListNode]
        :rtype: ListNode
        """
        dummy = ListNode(0)
        cur = dummy
        i = 0
        j = 0
        for i in range(len(lists)):
            if lists[j] == None:
                lists.pop(j)
                j -= 1
            j += 1
        while(lists):
            cur_vals = [node.val for node in lists]
            idx = cur_vals.index(min(cur_vals))
            cur.next = lists[idx]
            cur = cur.next
            lists[idx] = lists[idx].next
            if lists[idx] == None:
                lists.pop(idx)
        return dummy.next