合并两个排序的链表(C++)

问题描述

输入两个递增的链表，单个链表的长度为n，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。

数据范围： 0≤n≤10000≤n≤1000，−1000≤节点值≤1000−1000≤节点值≤1000
要求：空间复杂度 O(1)O(1)，时间复杂度 O(n)O(n)

如输入{1,3,5},{2,4,6}时，合并后的链表为{1,2,3,4,5,6}，所以对应的输出为{1,2,3,4,5,6}，转换过程如下图所示：

或输入{-1,2,4},{1,3,4}时，合并后的链表为{-1,1,2,3,4,4}，所以对应的输出为{-1,1,2,3,4,4}，转换过程如下图所示：

示例1

输入：

{1,3,5},{2,4,6}

返回值：

{1,2,3,4,5,6}

示例2

输入：

{},{}

返回值：

{}

示例3

输入：

{-1,2,4},{1,3,4}

返回值：

{-1,1,2,3,4,4}

代码实现

    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2) {
        // write code here
        ListNode* pHead = nullptr;
        if (pHead1 == nullptr) 
        {
            return pHead2;
        }
        else if (pHead2 == nullptr) 
        {
            return pHead1;
        }
        if (pHead1->val < pHead2->val) 
        {
            pHead = pHead1;
            pHead->next = Merge(pHead1->next, pHead2);
        }
        else 
        {
            pHead = pHead2;
            pHead->next = Merge(pHead1, pHead2->next);
        }
        return pHead;
    }

代码解析

1. 递归终止条件

当链表pHead1或pHead2为空时，直接返回非空的链表，同时为空时则返回的是空链表。这是递归的基础条件，确保算法能够终止。

if (pHead1 == nullptr) 
{
    return pHead2;
}
else if (pHead2 == nullptr) 
{
    return pHead1;
}

2. 递归逻辑

比较pHead1和pHead2当前节点的值，将较小的节点作为新链表的头结点，并递归合并其余部分。

if (pHead1->val < pHead2->val) 
{
    pHead = pHead1;
    pHead->next = Merge(pHead1->next, pHead2);
} 
else 
{
    pHead = pHead2;
    pHead->next = Merge(pHead1, pHead2->next);
}

总结

递归是解决合并两个有序链表问题的常用方法之一，其代码逻辑清晰且实现简便。然而，考虑到递归的栈空间开销，在实际应用中也可以选择非递归的迭代方法进行优化。在学习此问题的过程中，可以充分体会递归思想的优雅和灵活性。