合并 K 个升序链表(归并排序)

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：[]

思路：这一道题与排序链表(归并排序)的思路极其相似，排序的对象由节点变为链表（链表有序）

/**
 * 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:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode *list1,ListNode* list2){
        ListNode *pre = new ListNode();
        ListNode *head = pre;
        ListNode *p = list1;
        ListNode *q = list2;
        while(p&&q){
            if(p->val<q->val){
                pre->next = p;
                pre=p;
                p = p->next;
            }else{
                pre->next = q;
                pre=q;
                q = q->next;
            }
        }
        if(p){
            pre->next = p;
        }
        if(q){
            pre->next = q;
        }
        return head->next;
    }
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists,int start,int end){
        //归并排序
        if(start==end){
            return lists[start];
        }
        int mid = start + (end-start)/2;
        return mergeTwoLists(mergeKLists(lists,start,mid),mergeKLists(lists,mid+1,end));
    }
    ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {
        int n = lists.size();
        //特殊情况处理
        if(n==0) return nullptr;
        return mergeKLists(lists,0,n-1);
    }
};