剑指 Offer（第2版）面试题 25：合并两个排序的链表

剑指 Offer（第2版）面试题 25：合并两个排序的链表

题目来源：36. 合并两个排序的链表

解法1：递归

代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution
{
public:
	ListNode *merge(ListNode *l1, ListNode *l2)
	{
		// 特判
		if (l1 == nullptr)
			return l2;
		if (l2 == nullptr)
			return l1;
		ListNode *mergeHead = nullptr;
		if (l1->val <= l2->val)
		{
			mergeHead = l1;
			mergeHead->next = merge(l1->next, l2);
		}
		else
		{
			mergeHead = l2;
			mergeHead->next = merge(l1, l2->next);
		}
		return mergeHead;
	}
};

复杂度分析：

时间复杂度：O(len1+len2)，其中 len1 是链表 l1 的长度， len2 是链表 l2 的长度。因为每次调用递归都会去掉 l1 或者 l2 的头结点，（直到至少有一个链表为空），函数 merge 至多只会递归调用每个节点一次。因此，时间复杂度取决于合并后的链表长度，即 O(len1+len2)。

空间复杂度：O(len1+len2)，其中 len1 是链表 l1 的长度， len2 是链表 l2 的长度。递归调用 merge 函数时需要消耗栈空间，栈空间的大小取决于递归调用的深度。结束递归调用时 merge 函数最多调用 len1+len2 次，因此空间复杂度为 O(len1+len2)。

解法2：迭代

设置两个指针 p1 和 p2 分别指向 l1 和 l2 的开头，模拟整个过程。

当一个指针为空时，说明已经遍历到了该链表的末尾，将另一个链表直接插入 merge 链表中即可。

代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution
{
public:
	ListNode *merge(ListNode *l1, ListNode *l2)
	{
		// 特判
		if (l1 == nullptr)
			return l2;
		if (l2 == nullptr)
			return l1;
		ListNode *dummy = new ListNode(-1);
		ListNode *cur = dummy;
		ListNode *p1 = l1, *p2 = l2;
		while (p1 && p2)
		{
			if (p1->val <= p2->val)
			{
				cur->next = p1;
				p1 = p1->next;
			}
			else
			{
				cur->next = p2;
				p2 = p2->next;
			}
			cur = cur->next;
		}
		if (p1 == nullptr)
			cur->next = p2;
		if (p2 == nullptr)
			cur->next = p1;
		return dummy->next;
	}
};

复杂度分析：

时间复杂度：O(len1+len2)，其中 len1 是链表 l1 的长度， len2 是链表 l2 的长度。

空间复杂度：O(1)。