链表：将两个有序的链表合并为一个新链表

有序链表合并：递归与迭代方法解析
最新推荐文章于 2023-05-19 11:32:48 发布
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本文介绍了如何将两个有序链表合并为一个新的有序链表，提供了递归和迭代两种方法的详细解题思路。递归法中，以较小节点值的链表头作为返回值；迭代法则在比较节点值后，将较小节点添加到结果链表中，直至某链表为空，返回另一链表。

将两个有序的链表合并为一个新链表，要求新的链表是通过拼接两个链表的节点来生成的。

法一：递归T(m+n)

解题思路：

1.终止条件:l1为空，返回l2,l2为空,返回l1

2.返回值：每一层调用都返回排序好的链表头

3.本级递归内容：如果 l1 的 val 值更小，则将 l1.next 与排序好的链表头相接，l2 同理

O(m+n),m 为 l1的长度，n 为 l2 的长度

class Solution {
    pu
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<think>好的，我现在需要帮助用户找到如何创建两个有序链表并将它们合并成一个新有序链表的实现方法或示例代码。用户提到了Python和Java，所以我要确保覆盖这两种语言。首先，我得回忆一下链表的基本操作以及合并有序链表的常用方法。 我记得合并两个有序链表通常使用迭代法或者递归法。迭代法需要一个指针来遍历两个链表，比较节点的值，然后逐个连接较小的节点。递归法则比较简洁，但可能在链表很长时导致栈溢出。不过对于示例代码来说，两种方法都可以展示。 接下来，我需要考虑如何创建有序链表。在Python中，链表可以通过定义节点类来实现，每个节点包含值和指向下一个节点的指针。Java中也是类似的结构，使用类来定义节点。用户可能需要先创建两个已经排序好的链表，然后调用合并函数。 然后，我需要参考用户提供的引用内容。引用[1]、[3]、[4]都提到了合并两个有序链表的实现，特别是Python和Java的代码。引用[5]提到归并排序的思想，这可能和合并过程有关联，因为合并有序链表是归并排序的一部分。引用[2]虽然讲的是合并列表，但链表和列表结构不同，需要注意区分。 在Python中，链表通常用类来定义。例如，节点类有val和next属性。创建链表可能需要手动构建节点并连接它们。合并时，可以使用一个哑节点作为起始，然后逐个比较两个链表的当前节点值，将较小的连接到新链表。这部分需要详细写出步骤，比如初始化哑节点，循环比较，处理剩余节点等。 Java的实现类似，但语法不同。同样需要定义ListNode类，然后创建两个有序链表。合并的方法可能使用迭代法，因为递归在Java中也可能有栈溢出的问题，但作为示例代码，递归方法更简洁，可能更适合展示。 然后，我需要检查用户提供的引用是否有示例代码。引用[1]中的Python实现可能已经给出，但需要确认是否正确。引用[4]中的mergeTwoLists函数应该就是所需的Python代码。Java的实现可能在引用[1]或引用[3]中有提到。用户需要具体的代码示例，所以我要确保代码正确且符合语法规范。 另外，需要注意用户要求的是创建两个有序链表并合并，所以示例代码中应该包括链表的创建步骤，而不仅仅是合并函数。比如，在Python中，如何构建链表，可能需要先创建节点，然后链接起来。例如，链表1: 1->2->4，链表2: 1->3->4，合并后是1->1->2->3->4->4。 可能遇到的问题包括如何处理空链表，或者其中一个链表已经遍历完的情况。在代码中需要处理这些边界条件，比如当其中一个链表为空时，直接连接另一个链表的剩余部分。 现在，我需要将上述思考整理成步骤清晰的回答，包括Python和Java的代码示例，并确保代码语法正确。同时，根据用户提供的引用，正确标注引用来源。例如，引用[1]和[4]可能涉及Python代码，引用[1]和[3]可能涉及Java代码。 最后，生成相关问题，可能涉及不同编程语言的实现、时间复杂度的分析，或者优化方法，比如使用迭代还是递归更好，或者如何处理大型链表等。这些问题需要与合并有序链表相关，帮助用户深入理解。</think>### 分步实现：合并两个有序链表 #### 1. 链表节点定义（Python/Java） 在Python和Java中，链表通过节点类实现，每个节点包含值和指向下一个节点的指针。 **Python实现** ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next ``` **Java实现** ```java class ListNode { int val; ListNode next; ListNode() {} ListNode(int val) { this.val = val; } ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; } } ``` #### 2. 创建有序链表示例 假设需要创建两个升序链表： - 链表1: $1 \rightarrow 2 \rightarrow 4$ - 链表2: $1 \rightarrow 3 \rightarrow 4$ **Python示例** ```python # 创建链表1: 1->2->4 l1 = ListNode(1) l1.next = ListNode(2) l1.next.next = ListNode(4) # 创建链表2: 1->3->4 l2 = ListNode(1) l2.next = ListNode(3) l2.next.next = ListNode(4) ``` **Java示例** ```java // 创建链表1: 1->2->4 ListNode l1 = new ListNode(1, new ListNode(2, new ListNode(4))); // 创建链表2: 1->3->4 ListNode l2 = new ListNode(1, new ListNode(3, new ListNode(4))); ``` #### 3. 合并算法实现 ##### 方法一：迭代法 通过比较节点值逐步合并，时间复杂度为$O(n+m)$，空间复杂度为$O(1)$[^1]。 **Python实现** ```python def mergeTwoLists(l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode: dummy = ListNode(-1) # 哑节点作为新链表起点 curr = dummy while l1 and l2: if l1.val <= l2.val: curr.next = l1 l1 = l1.next else: curr.next = l2 l2 = l2.next curr = curr.next # 连接剩余部分 curr.next = l1 if l1 else l2 return dummy.next ``` **Java实现** ```java public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) { ListNode dummy = new ListNode(-1); ListNode curr = dummy; while (l1 != null && l2 != null) { if (l1.val <= l2.val) { curr.next = l1; l1 = l1.next; } else { curr.next = l2; l2 = l2.next; } curr = curr.next; } curr.next = (l1 != null) ? l1 : l2; return dummy.next; } ``` ##### 方法二：递归法 通过递归简化逻辑，时间复杂度仍为$O(n+m)$，但空间复杂度为$O(n+m)$[^4]。 **Python实现** ```python def mergeTwoLists(l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode: if not l1: return l2 if not l2: return l1 if l1.val < l2.val: l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2) return l1 else: l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next) return l2 ``` **Java实现** ```java public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) { if (l1 == null) return l2; if (l2 == null) return l1; if (l1.val < l2.val) { l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2); return l1; } else { l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next); return l2; } } ``` #### 4. 验证结果 合并后的链表应为： $$1 \rightarrow 1 \rightarrow 2 \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 4$$ --- ###
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