合并两个排序的链表

合并两个排序的链表是一个经典的算法问题。

问题描述

将两个升序排列的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。

思路分析

我们可以使用迭代的方法来解决这个问题：

1. 创建哑节点：创建一个哑节点(dummy node)作为新链表的起始点，这样可以简化边界情况的处理
2. 双指针遍历：使用两个指针分别遍历两个链表
3. 比较并连接：比较两个指针当前节点的值，将较小的节点连接到新链表中
4. 处理剩余节点：当其中一个链表遍历完后，将另一个链表的剩余部分直接连接到新链表的末尾

代码实现

链表节点定义

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(int val) {
    	  this.val = val;
    }
}

方法一：迭代法

public class MergeSortedLists {
    
    /**
     * 迭代法合并两个有序链表
     * 时间复杂度：O(m+n)，空间复杂度：O(1)
     */
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        // 创建哑节点，简化边界处理
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        ListNode current = dummy;
        
        // 同时遍历两个链表
        while (list1 != null && list2 != null) {
            if (list1.val <= list2.val) {
                current.next = list1;
                list1 = list1.next;
            } else {
                current.next = list2;
                list2 = list2.next;
            }
            current = current.next;
        }
        
        // 连接剩余部分
        current.next = (list1 != null) ? list1 : list2;
        
        return dummy.next;
    }
}

方法二：递归法

public class MergeSortedLists {
    
    /**
     * 递归法合并两个有序链表
     * 时间复杂度：O(m+n)，空间复杂度：O(m+n) - 递归栈空间
     */
    public ListNode mergeTwoListsRecursive(ListNode list1, ListNode list2) {
        // 基准情况
        if (list1 == null) {
            return list2;
        }
        if (list2 == null) {
            return list1;
        }
        
        // 递归情况
        if (list1.val <= list2.val) {
            list1.next = mergeTwoListsRecursive(list1.next, list2);
            return list1;
        } else {
            list2.next = mergeTwoListsRecursive(list1, list2.next);
            return list2;
        }
    }
}