09合并两个有序链表★★★★

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#链表 #数据结构 #算法

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本文介绍了一种合并两个升序排列的单链表的方法，确保合并后的链表仍保持有序状态。通过构造单链表并使用指针遍历，比较两链表节点值，将较小值节点链接至新链表尾部，最终实现高效合并。

09合并两个有序链表★★★★

题目描述（难度：中等）

已知两个链表 head1 和 head2 各自有序（例如升序排列），请把它们合并成一个链表，要求合并后的链表依然有序。（来源：阿里）

单链表结构

在这里插入图片描述

class LNode:
    def __init__(self):
        self.data = None # 数据域
        self.next = None # 指针域

由于单链表中每个结点的地址都存储在其前驱结点的指针域中，因此，对单链表中任何一个结点的访问只能从链表的头指针开始进行遍历。
注意：在修改结点指针域的时候，记录下后继结点的地址，否则会丢失后继结点。

方法一

在这里插入图片描述

# 构造链表
def ConstructList(start):
    i = start
    head = LNode()
    head.next = None
    cur = head
    while i < 7:
        tmp = LNode()
        tmp.data = i
        tmp.next = None
        cur.next = tmp
        cur = tmp
        i += 2
    return head


def PrintList(head):
    cur = head.next
    while cur != None:
        print(cur.data, '', end='')
        cur = cur.next

# 合并两个升序排列的单链表
def Merge(head1, head2):
    if head1 == None or head1.next == None:
        return head2
    if head2 == None or head2.next == None:
        return head1
    cur1 = head1.next  # 用来遍历head1
    cur2 = head2.next  # 用来遍历head2
    head = None  # 合并后链表的头结点
    cur = None  # 合并后的链表在尾结点
    # 合并后链表的头结点为第一个结点元素最小的那个链表的头结点
    if cur1.data > cur2.data:
        head = head2
        cur = cur2
        cur2 = cur2.next
    else:
        head = head1
        cur = cur1
        cur1 = cur1.next
    # 每次找链表剩余结点的最小值对应的结点连接到合并后链表的尾部
    while cur1 != None and cur2 != None:
        if cur1.data < cur2.data:
            cur.next = cur1
            cur = cur1
            cur1 = cur1.next
        else:
            cur.next = cur2
            cur = cur2
            cur2 = cur2.next
    # 当遍历完一个链表后把另外一个链表剩余的结点链接到合并后的链表后面
    if cur1 != None:
        cur.next = cur1
    if cur2 != None:
        cur.next = cur2
    return head

复杂度分析

时间复杂度为 $O (n)$ ，只对链表进行一次遍历。
空间复杂度为 $O (1)$ ，只需常量个指针变量来保存结点的地址信息。

主函数

if  __name__=="__main__":
    head1=ConstructList(1)
    head2=ConstructList(2)
    print  ("head1: ",end='')
    PrintList(head1)
    print  ("\nhead2: ",end='')
    PrintList(head2)
    print  ("\n合并后的链表：",end='')
    head=Merge(head1,head2)
    PrintList(head)