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【每日算法】合并两个有序链表 LeetCode

news 2025/9/12 6:06:58

方法设计思路

目标：将两个有序链表合并为一个新的有序链表。
核心思想：通过双指针遍历两个链表，每次选择较小的节点连接到新链表，直到其中一个链表遍历完毕，然后将剩余链表直接连接到新链表尾部。
关键点：
- 使用虚拟头节点 ( head ) 简化边界条件处理。
- 通过 cur 指针动态构建新链表。
- 直接利用原链表的节点，避免额外的空间开销。

实现细节

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     public int val;*     public ListNode next;*     public ListNode(int val=0, ListNode next=null) {*         this.val = val;*         this.next = next;*     }* }*/public ListNode MergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2)
{// 1. 创建虚拟头节点，简化初始为空的情况ListNode head = new ListNode();ListNode cur = head;// 2. 遍历两个链表，直到其中一个为空while (list1 != null && list2 != null){// 3. 比较当前节点的值，选择较小的节点连接到新链表if (list1.val < list2.val){cur.next = list1;list1 = list1.next; // 移动 list1 指针}else{cur.next = list2;list2 = list2.next; // 移动 list2 指针}cur = cur.next; // 移动新链表的指针}// 4. 将剩余的非空链表直接连接到新链表尾部cur.next = list1 == null ? list2 : list1;// 5. 返回合并后的链表（跳过虚拟头节点）return head.next;
}

步骤解析

初始化：
- 创建一个虚拟头节点 head ，其 next 指针指向新链表的实际头节点。
- cur 指针用于动态构建新链表。
遍历与比较：
- 比较 list1 和 list2 当前节点的值，将较小的节点连接到 cur.next 。
- 移动较小节点所在链表的指针（ list1 或 list2 ）。
- 移动 cur 指针到新链表的尾部。
处理剩余节点：当其中一个链表遍历完毕时，直接将另一个链表的剩余部分连接到 cur.next 。
返回结果：返回 head.next ，即新链表的实际头节点。

边界条件处理

一个链表为空：如果 list1 为空，直接返回 list2 （反之亦然）。在代码中通过 cur.next = list1 == null ? list2 : list1 实现。
两个链表均为空：返回 head.next （即 null ），符合预期。
虚拟头节点的作用：避免单独处理初始时 cur 为空的情况，简化代码逻辑。

复杂度分析

指标	值	说明
时间复杂度	O(n + m)	需要遍历两个链表的所有节点，其中 `n` 和 `m` 分别为链表的长度。
空间复杂度	O(1)	仅使用常数级别的额外空间（虚拟头节点和指针变量）。