23. 合并K个排序链表

合并 k 个排序链表，返回合并后的排序链表。请分析和描述算法的复杂度。

示例:

输入:
[
  1->4->5,
  1->3->4,
  2->6
]
输出: 1->1->2->3->4->4->5->6

//方法一：使用优先级队列实现
public class MergekSortedLists {
    private class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int x) {
            val = x;
        }
    }
    //时间复杂度：O(n*log(k))，n为元素总个数，每一个都要遍历输出，k为链表个数，队列中元素个数为链表数(k个元素)，需要对其进行小根堆调整
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if(lists == null) {
            throw new IllegalArgumentException("输入参数错误");
        }
        PriorityQueue<ListNode> pq = new PriorityQueue<>(10, new Comparator<ListNode>() {
            @Override
            public int compare(ListNode l1, ListNode l2) {
                //构建小根堆(由PriorityQueue源码决定)
                if(l1.val > l2.val) {
                    return 1;
                }else if(l1.val == l2.val) {
                    return 0;
                }else {
                    return -1;
                }
            }            
        });        
        ListNode result = new ListNode(0);
        ListNode cur = result;
        for(ListNode node : lists) {
            if(node != null) {
                pq.add(node);
            }
        }
                
        //遍历n次，每次小根堆调整log(k)次
        while(!pq.isEmpty()) {
            cur.next = pq.poll();
            cur = cur.next;    
            if(cur.next != null) {
                pq.add(cur.next);
            }
        }
        return result.next;
    }
    
    //方法三：使用分治法实现
    public ListNode mergKLists2(ListNode[] lists) {
        if(lists == null || lists.length == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("输入参数错误");
        }
        return merge(lists, 0, lists.length-1);
    }
    public ListNode merge(ListNode[] lists, int left, int right) {
        if(left >= right) { //此处可以为left == right
            return lists[left];
        }
        int mid = left + (right - left) / 2;  //left >= mid， 因为left<right， 所以right >= mid+1
        ListNode l1 = merge(lists, left, mid); //将链表集合一直分为单个，两两进行比较
        ListNode l2 = merge(lists, mid+1, right);        
        return mergeTwoListNode(l1, l2);          
    }
    public ListNode mergeTwoListNode(ListNode l1, ListNode l2) {
        //将两个链表进行合并，返回的是合并后的有序链表
        if(l1 == null) {
            return l2;
        }else if(l2 == null) {
            return l1;
        }
        if(l1.val < l2.val) {  //若l1值小，则返回l1节点，
            l1.next = mergeTwoListNode(l1.next, l2);
            return l1;
        }else {
            l2.next = mergeTwoListNode(l1, l2.next);
            return l2;
        }
    }
}