题目描述：

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：[]

解法一：循环

思路：

对链表数组进行遍历，两两合并链表，返回最终结果即可。

代码：

/**
 * 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) {
        ListNode head = lists[0];
        //遍历链表
        for(int i=1; i < lists.length; i++){
            head = mergeTwoList(head, lists[i]);
        }
        return head;
    }
    //合并两个升序链表
    public ListNode mergeTwoList(ListNode list1, ListNode list2){
        ListNode head = new ListNode();
        ListNode cur = head;
        while(list1 != null && list2 != null){
            if(list1.val < list2.val){
                cur.next = list1;
                list1 = list1.next;
            }else{
                cur.next = list2;
                list2 = list2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        if(list1 != null){
            cur.next = list1;
        }
        if(list2 != null){
            cur.next = list2;
        }
        return head.next;
    }
}

解法二：分治思想

思路：

采用分治法，利用两两合并的链表，再逐个将K个链表合并，最终得到有序链表。

代码：

/**
 * 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) {
        return merge(lists, 0, lists.length - 1);
    }

    public ListNode merge(ListNode[] lists, int l, int r) {
        if (l == r) {
            return lists[l];
        }
        if (l > r) {
            return null;
        }
        int mid = (l + r) >> 1;
        return mergeTwoList(merge(lists, l, mid), merge(lists, mid + 1, r));
    }
    //合并两个升序链表
    public ListNode mergeTwoList(ListNode list1, ListNode list2){
        if (list1 == null || list2 == null) {
            return list1 != null ? list1 : list2;
        }
        ListNode head = new ListNode();
        ListNode cur = head;
        while(list1 != null && list2 != null){
            if(list1.val < list2.val){
                cur.next = list1;
                list1 = list1.next;
            }else{
                cur.next = list2;
                list2 = list2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        if(list1 != null){
            cur.next = list1;
        }
        if(list2 != null){
            cur.next = list2;
        }
        return head.next;
    }
}