LeetCode：21. 合并两个有序链表

原创已于 2024-04-16 12:06:24 修改 · 535 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#递归法 #链表

于 2020-08-01 00:08:59 首次发布

LeetCode 专栏收录该内容

176 篇文章

订阅专栏

本文介绍两种方法实现两个升序链表的合并：递归和遍历。递归方法通过比较两个链表头部节点值，递归决定结果链表的节点。遍历方法使用一个临时头节点，循环比较两个链表节点值，直至其中一个链表结束。

21. 合并两个有序链表

将两个升序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。

示例 1：
输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出：[1,1,2,3,4,4]
示例 2：
输入：l1 = [], l2 = []
输出：[]
示例 3：
输入：l1 = [], l2 = [0]
输出：[0]
提示：

两个链表的节点数目范围是 [0, 50]
-100 <= Node.val <= 100
l1 和 l2 均按 非递减顺序 排列

方法1 递归：

思路：

需要另外创建一个临时的头结点 pHead

(1) 我们直接将以上递归过程建模，同时需要考虑边界情况。

(2) 如果 l1 或者 l2 一开始就是空链表，那么没有任何操作需要合并，所以我们只需要返回非空链表。否则，我们要判断 l1 和 l2 哪一个链表的头节点的值更小，然后递归地决定下一个添加到结果里的节点。如果两个链表有一个为空，递归结束。

时间复杂度：O(m + n) 函数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(n+m)

空间复杂度：O(m + n) 每次递归都需要开辟栈空间，栈空间的大小取决于递归调用的深度

方法2 遍历：

需要另外创建一个临时的头结点 pHead

当 l1 和 l2 都不是空链表时，判断 l1 和 l2 哪一个链表的头节点的值更小，将较小值的节点添加到结果里，当一个节点被添加到结果里之后，将对应链表中的节点向后移一位。

时间复杂度：O(m + n) while循环的次数不超过两链表长度和，其他操作的时间复杂度是常数级别。

空间复杂度：O(1) 不需要额外存储空间。

// 1.遍历： 
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
    ListNode* pHead = new ListNode; // 未初始化，头结点值为0，最后返回头结点的next
    ListNode* pTemp = pHead;
    while (l1 != NULL && l2 != NULL)
    {
        if (l1->val > l2->val)
        {
            pTemp->next = l2;
            l2 = l2->next;
        }
        else                        // 包含等于的情况：l1->val == l2->val
        {
            pTemp->next = l1;
            l1 = l1->next;
        }
        pTemp = pTemp->next;
    }
    pTemp->next = (l1 == NULL) ? l2 : l1;
    return pHead->next;            // 返回头结点的next
}

// 2.递归
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
    if (l1 == NULL)
        return l2;
    else if(l2 == NULL)
        return l1;
    else if (l1->val < l2->val)
    {
        l1->next = mergeTwoLists(l1->next, l2);
        return l1;
    }
    else
    {
        l2->next = mergeTwoLists(l1, l2->next);
        return l2;
    }
}