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LeetCode hot100:021 合并两个有序链表：两种解法的深入剖析

news 2025/11/14 10:03:32

问题描述：

将两个升序链表合并为一个新的升序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

示例1：

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]

输出：[1,1,2,3,4,4]

示例2：

输入：l1 = [], l2 = []

输出：[]

示例3：

输入：l1 = [], l2 = [0]

输出：[0]

解决方法：

方法一：迭代法

算法思路：

使用临时头节点避免处理头节点的特殊情况
比较两个链表当前节点的值，将较小的节点连接到结果链表
移动指针到下一个节点
当某个链表遍历完后，直接连接另一个链表的剩余部分

代码实现：

# 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]:    # 创建临时头结点Temp = ListNode(0)current = Temp# 遍历两个链表while list1 and list2:if list1.val <= list2.val:current.next = list1list1 = list1.nextelse:current.next = list2list2 = list2.nextcurrent = current.next# 连接剩余部分current.next = list1 if list1 else list2return Temp.next

复杂度分析：

时间复杂度：O(n + m)
空间复杂度：O(1)

方法二：递归法

算法思路：

基本情况：如果任一链表为空，直接返回另一个链表
递归情况：比较两个链表的头节点值，选择较小的节点作为当前节点
将该节点的next指针指向剩余链表合并的结果
返回当前节点

代码实现：

# 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]:# 递归# 基本情况：如果任一链表为空，返回另一个链表if not list1:return list2elif not list2:return list1# 递归情况：比较头节点，选择较小的节点elif list1.val <= list2.val:list1.next = self.mergeTwoLists(list1.next,list2)return list1else:list2.next = self.mergeTwoLists(list1,list2.next)return list2

复杂度分析：

时间复杂度：O(n + m)
空间复杂度：O(n + m)（递归调用栈）

问题详解：

对于递归（核心是分治）：理解 return 的含义

递归是"自底向上"构建：从最深层开始，逐层返回结果，每层结果存在递归工作栈中
return 是连接各层的桥梁：没有return，各层结果无法传递
最终结果需要返回：最外层的调用需要收到最终合并的链表头

对于迭代，核心在于新建头节点，就可以避免对两个链表头节点的讨论

总结：

特性	迭代法	递归法
时间复杂度	O(n+m)	O(n+m)
空间复杂度	O(1)	O(n+m)
代码简洁度	一般	较好
可读性	容易理解	需要递归思维
适用场景	推荐	链表较短时