23. 合并K个升序链表 - 困难

给你一个链表数组，每个链表都已经按升序排列。

请你将所有链表合并到一个升序链表中，返回合并后的链表。

示例 1：

输入：lists = [[1,4,5],[1,3,4],[2,6]]

输出：[1,1,2,3,4,4,5,6]

解释：链表数组如下：

[

1->4->5,

1->3->4,

2->6

]

将它们合并到一个有序链表中得到。

1->1->2->3->4->4->5->6

示例 2：

输入：lists = []

输出：[]

示例 3：

输入：lists = [[]]

输出：[]

提示：

k == lists.length

0 <= k <= 10^4

0 <= lists[i].length <= 500

-10^4 <= lists[i][j] <= 10^4

lists[i] 按 升序 排列

lists[i].length 的总和不超过 10^4

来源：力扣（LeetCode）

链接：https://leetcode-cn.com/problems/merge-k-sorted-lists

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/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if(lists == null) return null;
        ListNode root = new ListNode(0);
        ListNode next = root;
        while(true){
            int index = -1;
            int val = Integer.MAX_VALUE;
            for(int i = 0; i < lists.length; i++){
                if(lists[i] != null && lists[i].val < val){
                    val = lists[i].val;
                    index = i;
                }
            }
            if(index != -1){
                next.next = lists[index];
                next = next.next;
                lists[index] = lists[index].next;
                continue;
            }
            break; 
        }
        return root.next;
    }
}

常规遍历，时间复杂度O（k kn）
*通常情况下，遍历都可以转化成分治法，比如找出序列中的最大（小）值，这道题也可以。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if(lists == null || lists.length == 0) return null;
        return mergeLists(lists, 0, lists.length - 1);
    }
    public ListNode mergeLists(ListNode[] lists, int low, int high){
        if(low == high) return lists[low];
        int mid = (low + high) / 2;
        ListNode l1 = mergeLists(lists, low, mid);
        ListNode l2 = mergeLists(lists, mid + 1, high);
        ListNode head = new ListNode(0);
        ListNode cur = head;
        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 = l1;
        if(l2 != null) cur.next = l2;
        return head.next;
    }
}

O（k n logk）