Java实现每日一道算法面试题（15）：leecode21 合并两个有序链表

1.算法题目

将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。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：

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

2.算法思路

算法思路：

1. 递归：两个链表头部较小的一个与剩下元素的 merge 操作结果合并，首先考虑边界情况：如果 l1 或者 l2 一开始就是 null ，那么没有任何操作需要合并，所以我们只需要返回非空链表。否则，我们要判断 l1 和 l2 哪一个的头元素更小，然后递归地决定下一个添加到结果里的值。时间复杂度：O(n + m)O(n+m)，空间复杂度：O(n + m)O(n+m)；
2. 迭代：设定一个哨兵节点 "prehead"，维护一个 prev 指针，我们需要做的是调整它的 next 指针。然后，我们重复以下过程，直到 l1 或者 l2 指向了 null ：如果 l1 当前位置的值小于等于 l2 ，把 l1 的值接在 prev 节点的后面同时将 l1 指针往后移一个元素；否则把 l2 的值接在 prev 节点的后面，同时将 l2 指针后移一个元素；然后将 prev 向后移一个元素。在循环终止的时候， l1 和 l2 至多有一个是非空的，最后将非空的值接在 prev 节点的后面，即可实现两个有序链表的合并。

3.算法代码

链表定义的代码如下：

    // 链表定义
    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int x) { val = x; }
    }

根据递归的算法思路编写的算法代码如下：

    // 递归实现
    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;
        }
        l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
        return l2;
    }

根据迭代的算法思路编写的算法代码如下：

// 迭代实现
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode prevHead = new ListNode(-1);
        ListNode prev = prevHead;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                prev.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                prev.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            prev = prev.next;
        }
        prev.next = l1 != null ? l1 : l2;
        return prevHead.next;
    }

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