题解 | #合并k个已排序的链表#

import java.util.*;

/*
 * public class ListNode {
 *   int val;
 *   ListNode next = null;
 *   public ListNode(int val) {
 *     this.val = val;
 *   }
 * }
 */

public class Solution {
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     *
     * @param lists ListNode类ArrayList
     * @return ListNode类
     */
    public ListNode mergeKLists (ArrayList<ListNode> lists) {
        // write code here
        if (lists == null || lists.size() == 0) {
            return null;
        }
        return mergeLists(lists, 0, lists.size() - 1);
    }

    private ListNode mergeLists(ArrayList<ListNode> lists, int left, int right) {
        if (left == right) {
            return lists.get(left);
        }
        int mid = left + (right - left) / 2;
        ListNode l1 = mergeLists(lists, left, mid);
        ListNode l2 = mergeLists(lists, mid + 1, right);
        return mergeTwoLists(l1, l2);
    }

    private ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode current = dummy;

        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val < l2.val) {
                current.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                current.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            current = current.next;
        }

        current.next = (l1 != null) ? l1 : l2;

        return dummy.next;
    }
}

为了合并k个升序链表并返回一个升序链表的头节点，我们可以使用分治法和归并排序的思想。

首先，我们可以使用分治法将问题分解为合并两个升序链表的子问题，然后递归地解决这些子问题。具体步骤如下：

1. 如果链表集合为空，直接返回空。
2. 如果链表集合中只有一个链表，直接返回该链表。
3. 如果链表集合中有多个链表，先将其划分成两个子集合，然后递归地合并这两个子集合的链表。
4. 合并两个链表的方法可以参考合并两个有序链表的算法。使用两个指针分别指向两个链表的头节点，比较节点的值，将较小的节点接到结果链表的末尾，并移动相应指针。当一个链表遍历完时，将另一个链表中剩余的节点直接接到结果链表的末尾。
5. 递归地合并子集合的链表，直到最终只剩下一个合并后的链表。