剑指Offer之面试题25: 合并两个排序的链表

合并两个有序链表

“Think ahead. Don't let day-to-day operations drive out planning.” — Donald Rumsfeld

题目描述

输入两个单调递增的链表，输出两个链表合成后的链表，当然我们需要合成后的链表满足递增有序的规则。

示例1：

输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4

限制：

0 <= 链表长度 <= 1000

解题思路一：递归法

1. 由于链表是升序排列，如果链表 1 的头结点小于链表 2 的头结点的值，那么链表 1 的头结点就是合并后链表的头结点。
2. 并将下一层递归函数的返回值，链接到当前结点的尾部。
3. 递归终止条件：至少一个为空，返回剩下的那个

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:

        if l1 == None:
            return l2
        if l2 == None:
            return l1
        
        if l1.val < l2.val:
            l1.next = self.mergeTwoLists(l1.next, l2)
            return l1
        else:
            l2.next = self.mergeTwoLists(l1, l2.next)
            return l2

解题思路二：双指针比较

分别用指针 ​​l1​​, ​​l2​​ 来遍历两个链表，如果当前 ​​l1​​ 指向的数据小于 ​​l2​​ 指向的数据，则将 ​​l1​​ 指向的结点归入合并后的链表，否则将 ​​l2​​ 指向的结点归并到合并的链表中。
如果有一个链表遍历结束后，则把未结束的链表连接到合并链表后的链表尾部。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:

        if l1 == None:
            return l2
        if l2 == None:
            return l1

        if l1.val >= l2.val:
            head = l2
            l2 = l2.next
        else:
            head = l1
            l1 = l1.next
        
        cur = head
        while l1 and l2:
            if l1.val <= l2.val:
                cur.next = l1
                cur = cur.next
                l1 = l1.next
            else:
                cur.next = l2
                cur = cur.next
                l2 = l2.next

        if l1 == None and l2:
            cur.next = l2
        elif l2 == None and l1:
            cur.next = l1
        return head

解题思路三：虚拟头结点

解题思想跟上述一样，但是为了减少对每一个节点的不同情况进行考虑，可以考虑建立一个虚拟头结点 dummy（这是一个很常用的链表题的技巧），然后用一个真正在走的结点 cur 指向这个 dummy ，每一个 cur 都会选取正确的之连接在以 dummy 为头结点的链表上。

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:

        dummy = cur = ListNode(0)

        while l1 and l2:
            if l1.val <= l2.val:
                cur.next = l1
                l1 = l1.next
            else:
                cur.next = l2
                l2 = l2.next
            cur = cur.next
        cur.next = l1 if l1 else l2
        return dummy.next

时间复杂度: $$ O(m+n) $$，m,n 分别为链表 ​​l1​​, ​​l2​​ 的长度
空间复杂度: $$ O(1) $$

感谢你的阅读，这里是不断学习中的yuzhou1su，keep coding, keep loving。