Leetcode 23. 合并K个升序链表

题目链接：https://leetcode.cn/problems/merge-k-sorted-lists/

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：[]

这题显然是数组k路归并的扩展，而数组k路归并存在三种解法（假设k路数组的所有元素数为n）：
（1）k路数组拷贝至同一数组，再统一排序
（2）k路数组进行k次归并
（3）使用最小堆，依次从k个数组中找到最小值，重复n次
而这题把数组换成了链表，那使用第三种方法是比较合适的。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
    def mergeKLists(self, lists: List[Optional[ListNode]]) -> Optional[ListNode]:
        if not lists:
            return None
        k = len(lists)
        dummy = ListNode(val=-1)
        tail = dummy
        heap = []
        # put each list head to min heap
        for i, node in enumerate(lists):
            if node is not None:
                heap.append((node.val, i, node))  # 当val相同通过link_index:i比较
        heapq.heapify(heap)
        # find min node n times
        while len(heap) > 0:
            _, idx, cur_node = heapq.heappop(heap)
            tail.next = cur_node
            tail = cur_node
            if cur_node.next is not None:
                heapq.heappush(heap, (cur_node.next.val, idx, cur_node.next))
        return dummy.next