【手撕OJ题】——21. 合并两个有序链表（三种思路：C实现）

题目：

21. 合并两个有序链表【难度：简单】
面试题 25：合并两个排序的链表【剑指offer】

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

⌛ 总体思路：

两个链表的结点一一比较，一开始取较小的结点作为新链表的头，然后取较小的结点尾插到新链表上

方法①-无哨兵结点的遍历

思路：合并两个链表和合并两个数组的最简单思路都一样的，都是从两个表中比较元素，取小的尾插；

⚡ 注意：第一次插入的时候，头插要单独处理，因为tail == NULL,无法使用tail->next;
其次，l1和l2比较到尾时候，谁先结束到尾，还没到尾的，直接把剩下的链表插入到newhead链表中，即tail->next;

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2)
{
	//假如哪个链表为NULL，就返回另一个链表的头结点即可！
    if(l1 == NULL) 
        return l2;
    if(l2 == NULL) 
        return l1;
    struct ListNode* newhead = NULL;
    struct ListNode* tail = NULL;

    while(l1 && l2)
    {
        if(l1->val < l2->val)   //l1比较小
        {
            //第一次尾插的是头结点的话，那么要单独处理
            if(newhead == NULL)
            {
                newhead = tail = l1;
            }
            else
            { 
                 tail->next = l1;   //尾插不是头结点
                 tail = tail->next;                 
            }
            //迭代l1继续往前走
            l1 = l1->next;          
        }
        else    //l2比较小或者相等
        { 
            //第一次尾插的是头结点的话，那么要单独处理
            if(newhead == NULL)
            {
                newhead = tail = l2;
            }
            else{ 
                 tail->next = l2;   //尾插不是头结点
                 tail = tail->next;               
            } 
            //迭代l2继续往前走  
            l2 = l2->next; 
        }
    }
    //退出循环后，单独判断谁先结束，还没结束的链表直接赋值到tail->next;
    if(l1)
    {
        tail->next = l1;
    }
    if(l2)
    {
        tail->next = l2;
    }
    return newhead;
}

方法②-有哨兵结点的遍历

思路：有哨兵位就很好处理了，处理尾插的逻辑就和头插一模一样，不用担心第一次插入的值是否为头部；
⚡ 注意：返回时候要返回哨兵结点的next；

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
{
    struct ListNode* guard = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    guard->next = NULL; //避免野指针

    struct ListNode* tail = guard;
    struct ListNode* cur1 = list1,*cur2 = list2;
    while(cur1 &&cur2)
    {
        if(cur1->val < cur2->val)
        {
            tail->next = cur1;
            cur1 = cur1->next;
        }
        else
        {
            tail->next = cur2;
            cur2 = cur2->next;
        }
        tail = tail->next;
    }

    //退出循环后，单独判断谁先结束，还没结束的链表直接赋值到tail->next;
    if(cur1)
        tail->next = cur1;
    
    if(cur2)
        tail->next = cur2;

    struct ListNode* head = guard->next;
    free(guard);
    return head;
}

方法③-递归

思路：

• 比较两个链表l1->val 和 l2->val ：谁小就递归谁的next;
• 假如 l1->val < l2->val:，那么递归合并l1->next 和 l2，返回 l1 即可；
• 否则递归l2->next和l1，返回l2即可！

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2)
{
	//递归条件
    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;
    }
}