23 合并K个升序链表(LeetCode HOT 100)

描述：
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

Soulution(暴力解法-直接上堆排序)：

    /**
     * 合并K个链表(堆排序)
     *
     * @param lists 列表
     * @return {@link ListNode}
     */
    public static ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {

        // 构造优先队列
        PriorityQueue<ListNode> priorityQueue = new PriorityQueue<>(Comparator.comparingInt(o -> o.val));
        for (ListNode list : lists) {
            while (list != null) {
                priorityQueue.add(list);
                list = list.next;
            }
        }

        // 结果集
        ListNode sentry = new ListNode();
        ListNode point = sentry;

        while (!priorityQueue.isEmpty()) {
            point.next = priorityQueue.poll();
            // 避免出现cycle
            point.next.next = null;
            point = point.next;
        }

        return sentry.next;
    }

Soulution(分而治之)：

/**
     * 合并K个链表(分治思想)
     *
     * @param lists 列表
     * @return {@link ListNode}
     */
    public static ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if (lists == null || lists.length == 0) {
            return null;
        }
        return merge(lists, 0, lists.length - 1);
    }

    private static ListNode merge(ListNode[] lists, int left, int right) {
        if (left >= right) {
            return lists[left];
        }
        int mid = left + ((right - left) >> 1);
        ListNode l1 = merge(lists, left, mid);
        ListNode l2 = merge(lists, mid + 1, right);
        return mergeTwoLists(l1, l2);
    }

    public static ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        ListNode sentry = new ListNode(-999);
        ListNode point = sentry;
        while (list1 != null && list2 != null) {
            if (list1.val < list2.val) {
                point.next = list1;
                list1 = list1.next;
            } else {
                point.next = list2;
                list2 = list2.next;
            }
            point = point.next;
        }
        if (list1 == null) {
            point.next = list2;
        } else {
            point.next = list1;
        }
        return sentry.next;
    }

Idea：
分治思想。最大限度利用每个list都有序的特点。
相似题目：21 合并两个有序链表

Reslut：