Smaller And Smarter Python数据结构：合并两个有序链表

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这两天和几个朋友组了个互相督促学习群，想着督促一下自己学习，也督促自己的原创输出，其实很多时候都是懒，真不是没有东西可以写了，这不，我在我的免费知识星球简说编程里开了个新的标签日常编程问题，后面我会把自己学习工作中遇到的一些问题和解决方法记录到里面，有些可以扩展的点，我会写到微信公众号里。
我定的目标是：

我简单写了个规则，大家说可以，然后，我们就开始吧，我习惯把该做的事情提前一天做（如果有时间的话）。

今天给大家分享的书籍《Python程序员面试算法宝典》第一章第九小节：合并两个有序链表。

如果你是第一次看，也许，你可以看看本系列下面的文章：
Smaller And Smarter Python数据结构：链表逆转
Smaller And Smarter Python数据结构：删除无序链表重复结点
Smaller And Smarter Python数据结构：链表相加
Smaller And Smarter Python数据结构：链表进行重新排序
Smaller And Smarter Python数据结构：链表倒数第K个元素+检测单链表环
Smaller And Smarter Python数据结构：翻转链表相邻结点
Smaller And Smarter Python数据结构：翻转链表k个相邻结点

今日问题 ：翻转链表k个相邻结点

"""
目标：写一段程序，合并两个有序链表
例如：
输入-> 1->2->3
输入-> 2->5->6->8
输出-> 1->2->2->3->5->6->8


Goal: write a program to merge two ordered lists
For example:
Input - > 1 - > 2 - > 3
Input - > 2 - > 5 - > 6 - > 8
Output - > 1 - > 2 - > 2 - > 3 - > 5 - > 6 - > 8
"""

解题准备

首先我们写好链表的基本操作，在a_0_base.py文件中，目前包含对链表的定义类，初始化函数，遍历函数。（带头结点）

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@author = 老表
@date = 2019-10-19
@个人微信公众号 : 简说Python
"""


# 链表数据结构定义
class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.data = x
        self.next = None


class ListOperation:

    a = 1
    # 根据链表数据初始化链表
    @staticmethod
    def init_list(n_list):
        # 初始化一个头指针
        head = ListNode("head")
        cur = head
        for i in n_list:
            node = ListNode(i)
            cur.next = node
            cur = node  # 相当于 cur = cur.next，后移
        return head

    # 根据链表数据初始化一个有环的链表
    @staticmethod
    def init_ring_list(n_list):
        # 初始化一个头指针
        head = ListNode("head")
        cur = head
        for i in n_list:
            node = ListNode(i)
            cur.next = node
            cur = node  # 相当于 cur = cur.next，后移
        cur.next = head.next.next.next.next  # 随意的，让最后一个结点指向第四个结点
        return head

    # 遍历链表
    @staticmethod
    def ergodic_list(head):
        # print(head.data)
        cur = head.next
        while cur:
            print(cur.data)
            cur = cur.next

    # 获取链表长度
    @staticmethod
    def get_len_list(head):
        cur = head.next
        len_list = 0
        while cur:
            len_list = len_list + 1
            cur = cur.next
        return len_list

解题

开始程序前需提前导入前面写好的链表基本操作包和结点数据结构，在Linked_list的a_0_base.py中。

from Linked_list.a_0_base import ListOperation

解题思路

"""
Method One : 遍历插入法

核心思想：先确定合并后链表的头结点（表头小的），
然后将两个链表一起遍历，将表头数值大的链表结点
插入链表表头结点数值小的链表。

时间复杂度：O(N)
空间复杂度：O(1)
"""

功能代码

def merge_two_ordered_list_one(head1, head2):
    if not head1.next:
        # 空链表
        return head2
        # 返回头结点
    if not head2.next:
        # 空链表
        return head1
        # 返回头结点
    # 合并第一步：判断谁的开始结点小，确定返回链表
    cur_node1 = head1.next  # 记录链表一当前结点
    cur_node2 = head2.next  # 记录链表二当前结点
    if cur_node1.data < cur_node2.data:  # 判断表头数值大小
        # 链表1的表头小，则将链表2结点插入链表1
        head = head1  # 记录合并后链表头结点
        cur_node = cur_node1  # 记录合并后链表当前结点
        cur_node1 = cur_node1.next  # 链表1当前结点后移，遍历
    else:
        # 链表2的表头小，则将链表1结点插入链表2
        head = head2  # 记录合并后链表头结点
        cur_node = cur_node2  # 记录合并后链表当前结点
        cur_node2 = cur_node2.next  # 链表2当前结点后移，遍历
    # 合并第二步：遍历比较结点大小，依次插入小的结点
    while cur_node1 and cur_node2:
        # 开始遍历插入
        if cur_node1.data < cur_node2.data:
            # 链表1的结点小
            cur_node.next = cur_node1  # 将链表1该结点插入合并后的链表（准确来说只是追加）
            cur_node = cur_node1  # 记录合并后的链表的当前结点
            cur_node1 = cur_node1.next  # 链表1当前结点后移，继续遍历
        else:
            # 链表2的结点小
            cur_node.next = cur_node2  # 将链表2该结点插入合并后的链表（准确来说只是追加）
            cur_node = cur_node2  # 记录合并后的链表的当前结点
            cur_node2 = cur_node2.next  # 链表2当前结点后移，继续遍历
    # 遍历结束，将未遍历完的链表剩余结点加入到合并后的链表结尾
    if cur_node1:  # 链表1还未遍历完
        cur_node.next = cur_node1
    if cur_node2:   # 链表2还未遍历完
        cur_node.next = cur_node2
    return head  # 返回头结点

测试代码

# 当然，也许还有别的方法，比如建一个辅助的链表
# 欢迎你说出你的想法

# 程序入口，测试函数功能
if __name__ == "__main__":
    list_data1 = [1, 2, 3]  # 链表1初始化数据
    list_data2 = [2, 4, 5, 6]  # 链表2初始化数据
    head1 = ListOperation.init_list(list_data1)  # 初始化链表1，带头结点
    head2 = ListOperation.init_list(list_data2)  # 初始化链表2，带头结点
    ListOperation.ergodic_list(head1)  # 未操作前，遍历打印链表1
    print("___________________________")
    ListOperation.ergodic_list(head2)  # 未操作前，遍历打印链表2
    head = merge_two_ordered_list_one(head1, head2)  # 测试方法一
    print("---------------------")
    ListOperation.ergodic_list(head)  # 操作后，遍历打印链表

本文代码思路部分来自书籍《Python程序员面试宝典》，书中部分代码有问题或未提供代码，文中已经修改过了，并添加上了丰厚的注释，方便大家学习，后面我会把所有内容开源放到Github上，包括代码，思路，算法图解（手绘或者电脑画），时间充裕的话，会录制视频。
希望大家多多支持。

大家好，我是老表
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