力扣——合并两个有序链表

 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。

// 定义一个函数,用于合并两个有序的链表(链表节点类型为struct ListNode)
// 参数list1和list2分别是要合并的两个链表的头指针
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {
    // 如果list1为空链表,那么直接返回list2,因为合并后的结果就是list2本身
    if (list1 == NULL) {
        return list2;
    }
    // 如果list2为空链表,那么直接返回list1,因为合并后的结果就是list1本身
    if (list2 == NULL) {
        return list1;
    }

    // 创建一个新的链表节点,用于存储合并后的链表(这个节点是一个临时的头节点,最后返回时会返回它的下一个节点)
    struct ListNode* list3 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    // 创建一个指针p,初始时指向新创建的节点list3,后续用它来构建合并后的链表
    struct ListNode* p = list3;

    // 当list1和list2都不为空时,循环比较两个链表当前节点的值,将较小值的节点连接到合并后的链表中
    while (list1!= NULL && list2!= NULL) {
        // 如果list1当前节点的值小于等于list2当前节点的值
        if (list1->val <= list2->val) {
            // 将list1当前节点连接到合并后的链表(通过p指针操作)
            p->next = list1;
            // 移动list1指针到下一个节点,准备下次比较
            list1 = list1->next;
        }
        else {
            // 如果list2当前节点的值更小,将list2当前节点连接到合并后的链表(通过p指针操作)
            p->next = list2;
            // 移动list2指针到下一个节点,准备下次比较
            list2 = list2->next;
        }
        // 移动p指针到新连接上的节点,以便后续继续连接其他节点
        p = p->next;
    }

    // 如果循环结束后list1还有剩余节点(说明list1比list2长),将剩余的list1节点全部连接到合并后的链表末尾
    if (list1!= NULL) {
        p->next = list1;
    }
    // 如果循环结束后list2还有剩余节点(说明list2比list1长),将剩余的list2节点全部连接到合并后的链表末尾
    if (list2!= NULL) {
        p->next = list2;
    }

    // 返回合并后链表的真实头节点(因为之前创建的list3是临时头节点,它的下一个节点才是实际开始的节点)
    return list3->next;

这段代码的主要功能是合并两个有序的链表(升序排列,通过节点值大小比较),将它们合并成一个新的有序链表,并返回合并后链表的头指针。它通过逐个比较两个链表节点的值,依次将较小值的节点连接到新链表中,直到其中一个链表遍历完,然后将另一个链表剩余的节点直接接到新链表末尾来实现合并操作。

时间复杂度O(N+M)

空间复杂度O(1)

### 力扣第21题:合并两个有序链表 以下是力扣第21题的完整代码解决方案。该问题的目标是将两个升序链表合并为一个新的升序链表。 #### Python 实现 ```python # 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, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode: # 创建一个虚拟节点作为新链表的起点 dummy = ListNode(-1) current = dummy # 遍历两个链表直到其中一个为空 while l1 and l2: if l1.val < l2.val: current.next = l1 l1 = l1.next else: current.next = l2 l2 = l2.next current = current.next # 如果l1还有剩余,则直接连接到当前链表后面 if l1 is not None: current.next = l1 # 如果l2还有剩余,则直接连接到当前链表后面 if l2 is not None: current.next = l2 # 返回新的链表头部(跳过虚拟节点) return dummy.next ``` 此实现通过创建一个虚拟节点 `dummy` 来简化边界条件处理[^5]。算法的时间复杂度为 O(n+m),其中 n 和 m 是两个链表的长度,空间复杂度为 O(1)。 --- #### C++ 实现 ```cpp // 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* l1, ListNode* l2) { // 创建一个虚拟节点作为新链表的起点 ListNode dummy(0); ListNode* current = &dummy; // 遍历两个链表直到其中一个为空 while (l1 && l2) { if (l1->val < l2->val) { current->next = l1; l1 = l1->next; } else { current->next = l2; l2 = l2->next; } current = current->next; } // 连接剩余部分 if (l1 != nullptr) { current->next = l1; } else if (l2 != nullptr){ current->next = l2; } // 返回新的链表头部(跳过虚拟节点) return dummy.next; } }; ``` 在此 C++ 版本中,同样采用了虚拟节点来管理指针操作,从而减少额外的逻辑分支[^6]。 --- #### Java 实现 ```java // Definition for singly-linked list. class ListNode { int val; ListNode next; ListNode() {} ListNode(int val) { this.val = val; } ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; } } class Solution { public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) { // 创建一个虚拟节点作为新链表的起点 ListNode dummy = new ListNode(-1); ListNode current = dummy; // 遍历两个链表直到其中一个为空 while (l1 != null && l2 != null) { if (l1.val < l2.val) { current.next = l1; l1 = l1.next; } else { current.next = l2; l2 = l2.next; } current = current.next; } // 连接剩余部分 if (l1 != null) { current.next = l1; } else if (l2 != null) { current.next = l2; } // 返回新的链表头部(跳过虚拟节点) return dummy.next; } } ``` Java 的实现方式与上述两种语言一致,均利用了虚拟节点技术以优化代码结构并提高可读性[^7]。 --- ### 总结 以上提供了三种主流编程语言(Python、C++ 和 Java)针对 LeetCode 第 21 题的完整代码实现方案。每种语言都采用了一致的核心思路——借助虚拟节点完成两链表合并过程,并最终返回结果链表的起始位置。
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