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力扣——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：[]

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

问题解析

想象一下如果是合并k个升序数组应该怎么做？

很明显，可以通过二路归并排序的方式来把k个升序数组合并成一个数组，流程如下：

1. 用两个下标变量l和r分别遍历两个数组a和b；
2. 比较a[l]和b[r]的大小，选择小的那一个存入大数组中；
3. 重复如上操作，直到两个数组都遍历完。

这就是数组的解法。

在这一题里，要我们合并的是k个链表，但实际上并没有太多的区别，只是从使用遍历充当下标变成了用指针指向某节点。

AC代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    //传入两个链表的头指针作为参数
    ListNode* sortList(ListNode *a,ListNode *b)
    {
        //准备一个新的链表
        //head是一个头节点，他的next指向的才是链表真正的节点
        ListNode head,*p;
        p=&head;
​
        //二路归并
        //直到有其中一个链表为空为止
        while(a!=NULL&&b!=NULL)
        {
            //每次选择小的哪一方接在新链表的后面
            if(a->val>b->val)
            {
                p->next=b;
                p=p->next;
                b=b->next;
            }else
            {
                p->next=a;
                p=p->next;
                a=a->next;
            }
        }
​
        //如果有个链表为空了，也不用遍历另外一个链表了，直接接在后面就行
        p->next=a!=NULL?a:b;
        //返回头节点的next，即合并成的新的链表
        return head.next;
    }
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        ListNode head,*p;
        p=&head;
        for(int i=0;i<lists.size();i++)
        {
            p->next=sortList(p->next,lists[i]);
        }
        return head.next;
    }
};