Java合并两个及以上有序链表的示例详解

Java合并两个及以上有序链表的示例详解

在Java中，合并两个及以上有序链表是一种常见且重要的操作。下面将详细介绍实现此操作的步骤以及示例。

实现步骤

1. 定义一个新的链表，作为合并后的有序链表。
2. 比较两个链表的首元素大小，并将较小的元素添加到新链表末尾。
3. 重复步骤2，直至两个链表中至少有一个为空。
4. 将非空的链表剩余元素添加到新链表末尾。

示例说明

示例1

输入链表1：1 -> 2 -> 4
输入链表2：1 -> 3 -> 4
合并后的有序链表：1 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 4

我们可以使用编写一个Java函数来实现以上的步骤。

  public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        ListNode cur = dummy;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                cur.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                cur.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        if (l1 == null) {
            cur.next = l2;
        } else {
            cur.next = l1;
        }
        return dummy.next;
    }

在这个函数中，我们使用了一个dummy节点作为新链表的头节点，然后比较l1和l2的首元素大小，并将较小的元素添加到新链表的末尾。最后，如果l1或l2中还有剩余元素，我们将它们加到新链表的末尾。

示例2

输入链表1：1 -> 2 -> 3 -> 4
输入链表2：null
输入链表3：1 -> 2 -> 5 -> 6
合并后的有序链表：1 -> 1 -> 2 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6

我们还可以扩展该函数，将多个有序链表合并。

public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if (lists.length == 0) {
            return null;
        }
        int interval = 1;
        while (interval < lists.length) {
            for (int i = 0; i < lists.length - interval; i = i + 2 * interval) {
                lists[i] = merge(lists[i], lists[i + interval]);
            }
            interval *= 2;
        }
        return lists[0];
    }

    public ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        ListNode cur = dummy;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                cur.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                cur.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        if (l1 == null) {
            cur.next = l2;
        } else {
            cur.next = l1;
        }
        return dummy.next;
    }

在这个函数中，我们先根据传入的链表数组长度判断数组是否为空，并将间隔interval初始化为1。然后，通过两层循环遍历链表数组，每次取出i和i+interval位置上的链表进行合并，直到遍历完整个链表数组。我们也是利用了之前编写的merge函数来合并两个链表。