算法 | 排序 | 问题23

简介

排序是计算机科学中的一个重要问题，其目的是将一组数据按照特定的规则进行排列。排序算法是计算机程序中常用的基础算法之一。问题23指的是LeetCode中编号为23的问题，该问题要求实现合并k个升序链表的算法。

排序算法

常见的排序算法包括冒泡排序、快速排序、选择排序、插入排序、归并排序等。这些排序算法的时间复杂度和空间复杂度不同，在实际应用中需要选择合适的算法。例如，对于待排序数据较少的情况，选择插入排序算法可能更加高效。

以下是归并排序的Python代码片段：

def merge_sort(array):
    if len(array) <= 1:
        return array
    
    mid = len(array) // 2
    left_half = array[:mid]
    right_half = array[mid:]
    
    left_half = merge_sort(left_half)
    right_half = merge_sort(right_half)
    
    return merge(left_half, right_half)

def merge(left_half, right_half):
    result = []
    left_idx = 0
    right_idx = 0
    
    while left_idx < len(left_half) and right_idx < len(right_half):
        if left_half[left_idx] < right_half[right_idx]:
            result.append(left_half[left_idx])
            left_idx += 1
        else:
            result.append(right_half[right_idx])
            right_idx += 1
            
    if left_idx < len(left_half):
        result.extend(left_half[left_idx:])
    
    if right_idx < len(right_half):
        result.extend(right_half[right_idx:])
        
    return result

合并k个升序链表

问题23中要求实现合并k个升序链表的算法，其中链表个数k不确定。这个问题可以通过归并排序的思想进行解决。具体来说，可以将k个链表两两合并，直到只剩下一个链表。

以下是Python代码片段：

def mergeKLists(lists):
    if not lists:
        return None
    
    while len(lists) > 1:
        merged_lists = []
        for i in range(0, len(lists), 2):
            l1 = lists[i]
            l2 = lists[i + 1] if i + 1 < len(lists) else None
            merged_lists.append(mergeTwoLists(l1, l2))
        lists = merged_lists
        
    return lists[0]

def mergeTwoLists(l1, l2):
    dummy = ListNode(0)
    curr = dummy
    
    while l1 and l2:
        if l1.val < l2.val:
            curr.next = l1
            l1 = l1.next
        else:
            curr.next = l2
            l2 = l2.next
        
        curr = curr.next
    
    if l1:
        curr.next = l1
    
    if l2:
        curr.next = l2
    
    return dummy.next

总结

排序算法是计算机程序中常用的基础算法之一。在实际应用中需要选择合适的算法。合并k个升序链表可以使用归并排序的思想进行解决。