1. 题目介绍（合并k个排序链表）

You are given an array of k linked-lists lists, each linked-list is sorted in ascending order.

【Translate】： 给你一个由k个链表组成的数组，每个链表都是按升序排序的。

Merge all the linked-lists into one sorted linked-list and return it.

【Translate】： 合并所有链表到一个排序链表，并返回它。

【测试用例】：

test1

test2

【约束】：

Constraints

2. 题解

2.1 冒泡合并 -- O(n^2^)

恰好前两天做过Merge Two Sorted Lists这道题，所以我就想着能不能把现在的这道题转换成合并两个排序链表，所以就有了以下题解。确实可以，但是效率不高。核心思想就是先定义一个初始值为最小的节点，然后让它先与第一个链表合并，然后再将合并后的结果继续与下一个链表合并，直到全部合并完毕。

    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2){
		if(l1 == null) return l2;
		if(l2 == null) return l1;
		if(l1.val < l2.val){
			l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
			return l1;
		} else{
			l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
			return l2;
		}
    }
     
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        int k = lists.length;
        ListNode curr = new ListNode(Integer.MIN_VALUE);
        for (int i = 0; i < k; i++)
        {
            curr = mergeTwoLists(curr,lists[i]); 
            // System.out.println(curr.val);
            // System.out.println(curr.next.val);
        }
        return curr.next;
    }

case1

2.2 Priority Queue -- O(n)

chintant在 A java solution based on Priority Queue 的评论中给出的题解。他将所有的元素都存入PriorityQueue，利用PriorityQueue的Comparator自动将其排序，然后再相连成一个新的链表。

class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if (lists==null || lists.length==0) return null;
        
        PriorityQueue<ListNode> queue= new PriorityQueue<ListNode>(lists.length, (a,b)-> a.val-b.val);
        
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode tail=dummy;
        
        for (ListNode node:lists)
            if (node!=null)
                queue.add(node);
            
        while (!queue.isEmpty()){
            tail.next=queue.poll();
            tail=tail.next;
            
            if (tail.next!=null)
                queue.add(tail.next);
        }
        return dummy.next;
    }
}

case2

2.3 recursion -- O(nlogk)

mouqi123提供的题解 My simple java Solution use recursion ，从0到k-1遍历，分区合并。

考虑这个例子：

列表 = [1,2,3,4] 其中 1,2,3,4 是列表

我们将对列表进行分区并合并 1 和 2，将其设为 M1 然后我们取第二个分区并合并 3 和 4，将其设为 M2。

为了完成任务，我们需要在合并 M1 和 M2 的地方进行第三次合并 M3。

    public static ListNode mergeKLists(ListNode[] lists){
        return partion(lists,0,lists.length-1);
    }

    public static ListNode partion(ListNode[] lists,int s,int e){
        if(s==e)  return lists[s];
        if(s<e){
            int q=(s+e)/2;
            ListNode l1=partion(lists,s,q);
            ListNode l2=partion(lists,q+1,e);
            return merge(l1,l2);
        }else
            return null;
    }

    //This function is from Merge Two Sorted Lists.
    public static ListNode merge(ListNode l1,ListNode l2){
        if(l1==null) return l2;
        if(l2==null) return l1;
        if(l1.val<l2.val){
            l1.next=merge(l1.next,l2);
            return l1;
        }else{
            l2.next=merge(l1,l2.next);
            return l2;
        }
    }

case3

【LeetCode】No.23. Merge k Sorted Lists -- Java Version

1. 题目介绍（合并k个排序链表）

2. 题解

2.1 冒泡合并 -- O(n^2^)

2.2 Priority Queue -- O(n)

2.3 recursion -- O(nlogk)