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0021. 合并两个有序链表

题目地址(21. 合并两个有序链表)

https://leetcode-cn.com/problems/merge-two-sorted-lists

题目描述

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

前置知识

公司

  • 阿里
  • 字节
  • 腾讯
  • amazon
  • apple
  • linkedin
  • microsoft

公司

  • 阿里、字节、腾讯

思路

本题可以使用递归来解,将两个链表头部较小的一个与剩下的元素合并,并返回排好序的链表头,当两条链表中的一条为空时终止递归。

关键点

  • 掌握链表数据结构
  • 考虑边界情况

代码

  • 语言支持:CPP, JS, Java, Python
CPP Code:
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
if (l1 == nullptr) {
return l2;
} else if (l2 == nullptr) {
return l1;
} else if (l1->val < l2->val) {
l1->next = mergeTwoLists(l1->next, l2);
return l1;
} else {
l2->next = mergeTwoLists(l1, l2->next);
return l2;
}
}
};
JS Code:
/**
* Definition for singly-linked list.
* function ListNode(val) {
* this.val = val;
* this.next = null;
* }
*/
/**
* @param {ListNode} l1
* @param {ListNode} l2
* @return {ListNode}
*/
const mergeTwoLists = function (l1, 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;
}
};
Java Code:
class Solution {
public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
if (l1 == null) {
return l2;
}
else if (l2 == null) {
return l1;
}
else if (l1.val < l2.val) {
l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
return l1;
}
else {
l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
return l2;
}
}
}
Python Code:
class Solution:
def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
if not l1: return l2 # 终止条件,直到两个链表都空
if not l2: return l1
if l1.val <= l2.val: # 递归调用
l1.next = self.mergeTwoLists(l1.next,l2)
return l1
else:
l2.next = self.mergeTwoLists(l1,l2.next)
return l2
复杂度分析
M、N 是两条链表 l1、l2 的长度
  • 时间复杂度:$O(M+N)$
  • 空间复杂度:$O(M+N)$

扩展

  • 你可以使用迭代的方式求解么?
迭代的 CPP 代码如下:
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* a, ListNode* b) {
ListNode head, *tail = &head;
while (a && b) {
if (a->val <= b->val) {
tail->next = a;
a = a->next;
} else {
tail->next = b;
b = b->next;
}
tail = tail->next;
}
tail->next = a ? a : b;
return head.next;
}
};
迭代的 JS 代码如下:
var mergeTwoLists = function (l1, l2) {
const prehead = new ListNode(-1);
let prev = prehead;
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 ? l2 : l1;
return prehead.next;
};
迭代的Java代码如下:
class Solution {
public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode prehead = new ListNode(-1);
ListNode prev = prehead;
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;
}
// 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完,我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
prev.next = l1 == null ? l2 : l1;
return prehead.next;
}
}
迭代的Python代码如下:
class Solution:
def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
prehead = ListNode(-1)
prev = prehead
while l1 and l2:
if l1.val <= l2.val:
prev.next = l1
l1 = l1.next
else:
prev.next = l2
l2 = l2.next
prev = prev.next
# 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完,我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
prev.next = l1 if l1 is not None else l2
return prehead.next
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