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解题思路:

  1. 找到链表中点: 使用快慢指针法,快指针每次移动两步,慢指针每次移动一步。当快指针到达末尾时,慢指针指向中点。
  2. 递归分割与排序: 将链表从中点处分割为左右两个子链表,分别对这两个子链表递归排序。
  3. 合并有序子链表: 将两个已排序的子链表合并成一个有序链表。

Java代码:

class Solution {public ListNode sortList(ListNode head) {if (head == null || head.next == null) {return head;}ListNode slow = head, fast = head;while (fast.next != null && fast.next.next != null) {slow = slow.next;fast = fast.next.next;}ListNode mid = slow.next; slow.next = null;ListNode left = sortList(head);ListNode right = sortList(mid);return merge(left, right);}private ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2) {ListNode dummy = new ListNode(-1);ListNode current = dummy;while (l1 != null && l2 != null) {if (l1.val <= l2.val) {current.next = l1;l1 = l1.next;} else {current.next = l2;l2 = l2.next;}current = current.next;}current.next = (l1 != null) ? l1 : l2;return dummy.next;}
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度: 归并排序的时间复杂度为 ​O(nlogn)。
  • 空间复杂度: O(log n)​。(递归栈深度)

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解题思路:

  1. 初始化优先队列: 将所有链表的头节点加入堆中,堆顶元素为当前最小值。
  2. 构建结果链表: 每次从堆顶取出最小节点,添加到结果链表中,并将其下一个节点加入堆中(若存在)。
  3. 处理空链表: 跳过输入数组中的空链表,避免无效操作。

Java代码:

class Solution {public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {if (lists == null || lists.length == 0) return null;PriorityQueue<ListNode> minHeap = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.val - b.val);for (ListNode node : lists) {if (node != null) {minHeap.offer(node);}}ListNode dummy = new ListNode(-1);ListNode current = dummy;while (!minHeap.isEmpty()) {ListNode smallest = minHeap.poll();current.next = smallest;current = current.next;if (smallest.next != null) {minHeap.offer(smallest.next);}}return dummy.next;}
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度: O(nklogk),其中 n 是总节点数,k 是链表数量。
  • 空间复杂度: O(k),用于存储堆中的节点。

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