题目地址：

https://www.lintcode.com/problem/merge-k-sorted-arrays/description

给定若干升序排列的有序数组，要求返回一个数组，其元素为这些有序数组的所有数字，并且升序排列。

思路是类似归并排序。如果arrays长度为 $1$，那就直接返回了，否则的话就先合并左半边，再合并右半边，最后合并两个半边。代码如下：

public class Solution {
    /**
     * @param arrays: k sorted integer arrays
     * @return: a sorted array
     */
    public int[] mergekSortedArrays(int[][] arrays) {
        // write your code here
        if (arrays == null || arrays.length == 0) {
            return new int[0];
        }
        
        return merge(arrays, 0, arrays.length - 1);
    }
    
    private int[] merge(int[][] arrays, int l, int r) {
        if (l == r) {
            return arrays[l];
        }
        
        int m = l + (r - l >> 1);
        int[] a = merge(arrays, l, m), b = merge(arrays, m + 1, r);
        int[] res = new int[a.length + b.length];
        int i = 0, j = 0, idx = 0;
        while (i < a.length && j < b.length) {
            if (a[i] <= b[j]) {
                res[idx++] = a[i++];
            } else {
                res[idx++] = b[j++];
            }
        }
        
        while (i < a.length) {
            res[idx++] = a[i++];
        }
        while (j < b.length) {
            res[idx++] = b[j++];
        }
        
        return res;
    }
}

时空复杂度 $O(n\log k)$。