合并K个升序链表

23. 合并K个升序链表

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：[]

思路分析：

    这道题和21. 合并两个有序链表很类似了。区别就是21题只是合并两个有序链表即可，而这个就是把合并的思路放到多个链表里去。可以偷个懒，复用一下之前写过的代码。

    问题就是怎么对这个列表中的链表们进行合并呢？有一种方法，取前两个合并，然后再把合并的结果和第三个合并，再把总合并结果和第四个合并……如果用这种方法提交，则超时，因为显然有太多冗余的合并。最合适的方法，自然是两两合并，然后再相互合并。比如有一个列表里有4个链表，则1和2合并出1-2,3和4合并出3-4，再1-2和3-4合并出最终结果。这种合并方式的实现方法也挺简单：对于这个列表，不断取出前两个链表来合并，将结果append进列表末尾，直到最终列表里只剩下一个最终结果。

代码：

class Solution(object):

    def mergeKLists(self, lists):

        if not lists:

            return

        def merge(l1,l2):#复用了第21题合并两个列表的代码，这里用的是递归的方法。

            if not l1:return l2

            if not l2:return l1

            if l1.val<l2.val:

                l1.next = merge(l1.next,l2)

                return l1

            else:

                l2.next = merge(l1,l2.next)

                return l2

        while len(lists)>1:#一直重复这样的操作，直到列表中只剩下一个结果

            a = lists.pop(0) #弹出、合并、添加进末尾

            b = lists.pop(0)

            c = merge(a,b)

            lists.append(c)

        return lists[0]

    虽然是个困难题，但是有了之前合并两个链表的基础，还是比较容易改写的。最后两两合并链表的复杂度，应该是log2n，也并不太大。