【两次过】Leetcode 23. 合并K个升序链表

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本文介绍了一种使用优先级队列（最小堆）合并多个已排序链表的方法，通过不断取出最小元素并将其添加到结果链表中，最终形成一个完全排序的链表。

题目：

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

解析：

合并 k 个有序链表的逻辑类似合并两个有序链表，难点在于，如何快速得到 k 个节点中的最小节点，接到结果链表上？

这里我们就要用到优先级队列（二叉堆）这种数据结构，把链表节点放入一个最小堆，就可以每次获得 k 个节点中的最小节点

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if(lists == null || lists.length == 0){
            return null;
        }

        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        ListNode p = dummy;

        // 优先级队列，最小堆
        PriorityQueue<ListNode> pq = new PriorityQueue<>((a,b) -> (a.val - b.val));
        // 将 k 个链表的头结点加入最小堆
        for(ListNode head : lists){
            if(head != null){
                pq.add(head);
            }
        }

        while(!pq.isEmpty()){
            // 获取最小节点，接到结果链表中
            ListNode node = pq.poll();
            p.next = node;

            //将最小节点的next继续放入pq
            if(node.next != null){
                pq.add(node.next);
            }

            // p 指针不断前进
            p = p.next;
        }

        //末尾指针指向null
        p.next = null;

        return dummy.next;
    }
}