合并两个有序链表[C++版]

本文介绍了一个使用C++解决合并两个单调递增链表的问题,通过比较链表头元素并递归合并,确保合并后的链表仍然单调不减。文中详细解释了代码逻辑,包括递归出口和状态转移方程,并通过画图帮助理解链表操作的过程。

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。
举个栗子:
链表1:1->3->5->7
链表2:2->4->8
合并之后的链表:1->2->3->4->5->7->8

解决思想

对于这个题,我想我们可以这样做:
类似于排序的方式,并且两个子链表都已经排好了顺序。
以上述为例,我们很容易发现链表1的第一个元素小于链表2的第一个元素,也就是1 < 2,毫无疑问,1肯定是两条链表里的最小值节点。好,我们不再看关注1。
那么此时我们的链表1变为了3->5->7,链表2变为了2->4->8,
同理执行上述操作(即比较两个链表的第一个元素的大小),我们发现2 < 3,这说明2是次小的,我们不再关注2。
此时链表1变为了3->5->7,链表2变为了4->8。
我们继续重复执行上述操作,到最好我们发现链表1为空了,这个时候链表2仅有一个节点,节点值为8。
该例中,链表2仅存的最后一个节点就是两个链表中的最大值节点
这个时候我们选择返回这个不为空的链表(因为没有比较的意义了啊~ 这个链表本身就是排好的,也没有和它比的链表了)。

通过上述操作,我们可以依次把排好序的整体链表的值依次输出。我们发现:
1.每次操作都是类似的,即都比较了抛弃该节点之后的新链表与下个列表的第一个值进行比较。
2.当某个链表为空时,我们只需要返回剩余不为空的链表即可
我们用递归进行实现

我的代码

在贴代码之前,我们不妨先看看C++语言中链表实现的这种方式。

struct ListNode {
   
   
	// 节点的值
	int val;
	// 节点的next指针,指向下一个节点
	struct ListNode *next;
	// 有参构造函数(初始化)
	
### 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的合并操作[^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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