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力扣DAY27 | 热100 | 合并两个有序链表

news 来源：原创 2025/5/17 22:37:30

前言

简单 √ 本科数据结构课上的题，但是忘了怎么建虚拟表头，-_-||。

题目

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]

提示：

两个链表的节点数目范围是 [0, 50]
-100 <= Node.val <= 100
l1 和 l2 均按 非递减顺序 排列

思路

对比两个链表的节点值，把小的插入到答案链表里，最后把剩余的链表全部插入到末端。

我的题解

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        
        ListNode dummy(0);
        ListNode* ans = &dummy;
        while (list1 && list2){
            cout<<list1->val<<" "<<list2->val<<endl;
            if (list1->val <= list2->val){
                ans->next = list1;
                list1 = list1->next;
            }else{
                ans->next = list2;
                list2 = list2->next;
            }
            ans = ans->next;
        }

        if (list1){
            ans->next = list1;
        }else if (list2){
            ans->next = list2;
        }
        
        return dummy.next;
    }
};

官方题解

递归

我们可以如下递归地定义两个链表里的 merge 操作（忽略边界情况，比如空链表等）：

{
list1[0]+merge(list1[1:],list2)
list2[0]+merge(list1,list2[1:])


list1[0]<list2[0]
otherwise


也就是说，两个链表头部值较小的一个节点与剩下元素的 merge 操作结果合并。

算法

我们直接将以上递归过程建模，同时需要考虑边界情况。

如果 l1 或者 l2 一开始就是空链表，那么没有任何操作需要合并，所以我们只需要返回非空链表。否则，我们要判断 l1 和 l2 哪一个链表的头节点的值更小，然后递归地决定下一个添加到结果里的节点。如果两个链表有一个为空，递归结束。

class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        if (l1 == nullptr) {
            return l2;
        } else if (l2 == nullptr) {
            return l1;
        } else if (l1->val < l2->val) {
            l1->next = mergeTwoLists(l1->next, l2);
            return l1;
        } else {
            l2->next = mergeTwoLists(l1, l2->next);
            return l2;
        }
    }
};

虚拟表头

建虚拟表头的两个方法，ListNode* preHead = new ListNode(-1); ListNode* prev = preHead;和 ListNode dummy(0)；ListNode* ans = &dummy;

这两种方式的选择取决于具体需求：

动态分配 (new)：
- 使用 new 会将虚拟头节点分配在堆上，生命周期由程序员控制（需要手动释放内存）。
- 如果链表操作完成后不需要再访问虚拟头节点，可以用这种方式。
栈上分配：
- 将虚拟头节点分配在栈上，函数结束时会自动销毁，无需手动管理内存。
- 更加安全且高效，推荐在大多数情况下使用。