合并两个排序的链表(C++实现)

本文介绍两种方法来合并两个已排序的链表,确保合并后的链表仍然保持升序排列。第一种方法采用迭代方式,通过比较两个链表当前节点的值,选择较小者加入新链表并更新指针。第二种方法使用递归策略,比较两个链表头部节点的值,将较小值的节点作为新链表的头部,并递归地进行后续节点的合并。

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问题描述

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单调不减规则。

struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
    val(x), next(NULL) {
    }
};

方法一

class Solution {
public:
    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2)
    {
        ListNode* newList = NULL;	//新链表头
        ListNode* newListRear = NULL; //新链表尾
        // 先处理某个链表为空的情形
        if (pHead1 == NULL){
            return pHead2;
        }
        if (pHead2 == NULL){
            return pHead1;
        }
        // 把数值小的结点放入新链表,生成头节点
        if (pHead1->val <= pHead2->val){
            newList = pHead1;
            newListRear = pHead1;
            pHead1 = pHead1->next;
        }else{
            newList = pHead2 ;
            newListRear = pHead2;
            pHead2 = pHead2->next;
        }
       // 两表均不空的情形下,遍历  
        while (pHead1 != NULL && pHead2 != NULL) {
            if (pHead1->val <= pHead2->val) {
                newListRear->next =pHead1;
                newListRear = pHead1;
                pHead1 = pHead1->next;
            }else{
                newListRear->next =pHead2;
                newListRear = pHead2;
                pHead2 = pHead2->next;
            }
        }
       //某一表为空时,把另一表接入新表表尾 
        if (pHead1 == NULL) {
            newListRear->next = pHead2;
        }
        if (pHead2 == NULL) {
            newListRear->next = pHead1;
        }
        
        return newList;
    }
};

方法二(递归思想)

class Solution {
public:
    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2)
    {
        if (pHead1 == NULL){
            return pHead2;
        }
        if (pHead2 == NULL){
            return pHead1;
        }
        
        if (pHead1->val <= pHead2->val){ // pHead1为合并后的头节点
            pHead1->next = Merge(pHead1->next, pHead2);
            return pHead1;
        }else{ // pHead2 为合并后的头节点
            pHead2->next = Merge(pHead1, pHead2->next);
            return pHead2;
        }
    }
};
### 使用 C++ 实现合并两个有序链表 #### 方法概述 对于合并两个有序链表的任务,可以通过迭代的方式构建新的有序链表。此方法利用了两个输入链表已经排序的特点,在每次循环中选择当前最小的节点加入到结果链表中。 #### 代码实现 以下是具体的C++代码实现: ```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) { // 创建哨兵节点作为起始位置 ListNode dummy(-1); ListNode* tail = &dummy; // 当两者都不为空时,取较小者连接至tail后面 while (l1 && l2) { if (l1->val <= l2->val){ tail->next = l1; l1 = l1->next; } else { tail->next = l2; l2 = l2->next; } tail = tail->next; } // 将剩余部分直接接到结果链表之后 tail->next = l1 ? l1 : l2; // 返回最终的结果链表(跳过哨兵) return dummy.next; } }; ``` 这段代码定义了一个`ListNode`结构体用于表示单向链表节点,并实现了函数`mergeTwoLists`来完成两个升序链表合并操作[^1]。 该算法的时间复杂度为 O(n+m),其中 n 和 m 分别代表两个输入链表的长度;空间复杂度主要取决于创建的新链表所需的额外空间以及递归调用栈的空间消耗(如果采用递归方式)。这里给出的是非递归版本,所以实际运行过程中只会占用常数级别的辅助空间[^5]。
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