(链表) 剑指 Offer 25. 合并两个排序的链表 ——【Leetcode每日一题】

❓剑指 Offer 25. 合并两个排序的链表

难度：简单

输入两个递增排序的链表，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。

示例1：

输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4

限制：

• 0 <= 链表长度 <= 1000

注意：本题与 21. 合并两个有序链表 相同

思路：

法一：递归

将该问题可以分解成子链表，只比较当前 l1 链表 和 l2 链表 的头结点，取最小加入合并的链表中，并将最小结点的来自的链表的头结点往后移一位，在递归调用 mergeTwoLists 函数。

法二：迭代

我们可以用迭代的方法来实现上述算法。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。

代码：(C++、Java)

法一：递归
C++

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        if(l1 == nullptr) return l2;
        if(l2 == nullptr) 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

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    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;
        }
    }
}

法二：迭代
C++

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        if(l1 == nullptr) return l2;
        if(l2 == nullptr) return l1;
        //先找到头结点
        ListNode* head = nullptr;
        if(l1->val <= l2->val){
            head = l1;
            l1 = l1->next;
        }else{
            head = l2;
            l2 = l2->next;
        }
        //合并
        ListNode* cur = head;
        while(l1 != nullptr && l2 != nullptr){
            if(l1->val < l2->val){
                cur->next = l1;
                l1 = l1->next;
            }else{
                cur->next = l2;
                l2 = l2->next;
            }
            cur = cur->next;
        }
        if(l1 == nullptr){
            cur->next = l2;
        }else{
            cur->next = l1;
        }
        return head;
    }
};

Java

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        if(l1 == null) return l2;
        if(l2 == null) return l1;
        //先找到头结点
        ListNode head = null;
        if(l1.val <= l2.val){
            head = l1;
            l1 = l1.next;
        }else{
            head = l2;
            l2 = l2.next;
        }
        //合并
        ListNode cur = head;
        while(l1 != null && l2 != null){
            if(l1.val < l2.val){
                cur.next = l1;
                l1 = l1.next;
            }else{
                cur.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        if(l1 == null){
            cur.next = l2;
        }else{
            cur.next = l1;
        }
        return head;
    }
}

运行结果：

复杂度分析：

• 时间复杂度：$O(n+m)$，其中 n 和 m 分别为两个链表的长度。
• 空间复杂度：$O(1)$，迭代法只需要常数的空间存放若干变量。而法一递归的空间复杂度为$O(n+m)$，递归调用 mergeTwoLists 函数时需要消耗栈空间，栈空间的大小取决于递归调用的深度。结束递归调用时 mergeTwoLists 函数最多调用 n+m 次，因此空间复杂度为 $O(n+m)$。

题目来源：力扣。

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