leetcode 21 合并两个有序链表

问题描述

LeetCode 21 题要求将两个升序排列的链表合并为一个新的升序链表。合并后的链表应通过拼接原链表的节点完成，而非创建新节点。

解题思路

递归法

看这个评论区的图解，便于理解

https://leetcode.cn/problems/merge-two-sorted-lists/solutions/103891/yi-kan-jiu-hui-yi-xie-jiu-fei-xiang-jie-di-gui-by-

• 比较两个链表当前节点的值，将较小节点作为合并后链表的头节点。
• 递归调用函数处理剩余部分，将较小节点的 next 指向递归结果。
• 终止条件：任一链表为空时，直接返回另一链表。

迭代法

迭代法的具体思路就是哪个节点的值更小，则将新的链表的next连给他，问题是新链表的头节点可能是l1或者l2，不确定，解决的方法是新建一个头节点，最后返回的时候返回他的next

• 创建一个虚拟头节点 dummy 和指针 current 指向它。
• 遍历两个链表，每次将较小的节点连接到 current 后，并移动对应链表的指针。
• 当某一链表遍历完成后，将 current 的 next 指向剩余链表。

代码实现

递归法 Python 示例

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:def mergeTwoLists(self, list1: Optional[ListNode], list2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:if list1 is None:return list2if list2 is None:return list1if list1.val <= list2.val:list1.next = self.mergeTwoLists(list1.next,list2)return list1else:list2.next = self.mergeTwoLists(list1,list2.next)return list2

迭代法 Python 示例

class Solution:def mergeTwoLists(self, list1: Optional[ListNode], list2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:# 首先采用哨兵解法，构造一个伪头节点dummy = cur = ListNode(0)while list1 and list2:if list1.val <= list2.val:cur.next = list1list1 = list1.nextelse:cur.next = list2list2 = list2.nextcur = cur.nextcur.next = list1 if list1 else list2return dummy.next

复杂度分析

• 时间复杂度：O(m+n)，其中 m 和 n 分别为两个链表的长度。
• 空间复杂度：
  • 递归法：O(m+n)，栈空间取决于递归深度。
  • 迭代法：O(1)，仅使用常数级额外空间。

边界条件

• 其中一个链表为空时，直接返回另一链表。
• 两个链表均为空时，返回空。

扩展思考

• 如何合并 K 个有序链表？（LeetCode 23 题）
• 如果链表为降序排列，如何调整代码？
• 如何处理链表中的重复值？