剑指offer | 面试题19：合并两个有序链表

千羽

发布于 2021-12-29 13:14:51

2990

发布于 2021-12-29 13:14:51

文章被收录于专栏：程序员千羽

死磕算法系列文章

“Leetcode : https://leetcode-cn.com/problems/he-bing-liang-ge-pai-xu-de-lian-biao-lcof/
“GitHub : https://github.com/nateshao/leetcode/blob/main/algo-notes/src/main/java/com/nateshao/sword_offer/topic_19_mergeTwoLists/Solution.java

剑指 Offer 19. 合并两个有序链表

题目描述：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:

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

限制：0 <= 链表长度 <= 1000

方法一：递归

比较简单，代码安排上！

package com.nateshao.sword_offer.topic_19_mergeTwoLists;

/**
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/11/23 19:19
 * @微信公众号 程序员千羽
 * @个人网站 www.nateshao.cn
 * @博客 https://nateshao.gitee.io
 * @GitHub https://github.com/nateshao
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao
 * Description: 合并两个链表
 */
class Solution {

    /**
     * 方法一：递归
     * @param l1
     * @param l2
     * @return
     */
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        if (l1 == null) return null;
        if (l2 == null) return null;
        if (l1.val <= l2.val) {
            l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
            return l1;
        } else {
            l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
            return l2;
        }
    }

    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next;

        ListNode(int x) {
            val = x;
        }
    }
}

方法二：非递归

解题思路:

根据题目描述，链表l1,l2是递增的，因此容易想到使用双指针l1和l2遍历两链表,根据l1.val和 l2.val的大小关系确定节点添加顺序,两节点指针交替前进，直至遍历完毕。
引入伪头节点 :由于初始状态合并链表中无节点，因此循环第一轮时无法将节点添加到合并链表中。解决方案:初始化一个辅助节点dum作为合并链表的伪头节点，将各节点添加至dum之后。

算法流程:

初始化:伪头节点dum，节点cur指向dum。
循环合并:当l1或l2控时跳出;
1. 当l1.val < l2.val时: cur的后继节点指定为1 ,并l1向前走一步;
2. 当l1.val≥l2.val时: cur的后继节点指定为l2，并l2向前走一步;
3. 节点cur向前走一步, 即cur = cur.next。
合并剩余尾部:跳出时有两种情况，即l1 为倥或l2为空。
1. 若l≠null :将l1添加至节点cur之后;
2. 否则:将l2添加至节点cur之后。
返回值:合并链表在伪头节点dum之后，因此返回dum.next即呵。

复杂度分析:

时间复杂度O(M + N) : M,N分别为链表l1, l2的长度,合并操作需遍历两链表。
空间复杂度0(1) :节点引用dum , cur使佣常数大小的额外空间。

package com.nateshao.sword_offer.topic_19_mergeTwoLists;

/**
 * @date Created by 邵桐杰 on 2021/11/23 19:19
 * @微信公众号 程序员千羽
 * @个人网站 www.nateshao.cn
 * @博客 https://nateshao.gitee.io
 * @GitHub https://github.com/nateshao
 * @Gitee https://gitee.com/nateshao
 * Description: 合并两个链表
 */
class Solution {
    /**
     * 精选解答：递归
     * 复杂度分析：
     * 时间复杂度 O(M+N)：M, N分别为链表l1和l2
     * 空间复杂度 O(1) ：节点引用 dum, cur使用常数大小的额外空间。
     * @param l1
     * @param l2
     * @return
     * https://leetcode-cn.com/problems/he-bing-liang-ge-pai-xu-de-lian-biao-lcof/solution/mian-shi-ti-25-he-bing-liang-ge-pai-xu-de-lian-b-2
     */
    public ListNode mergeTwoLists2(ListNode l1, ListNode l2) {
        // 遍历两个链表，比较大小合并。
        // 申请一个伪头节点
        ListNode dum = new ListNode(0);
        ListNode cur = dum; // cur用来指向新插入的节点
        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;  // cur指向刚插入进来的节点
        }
        // 若l1 == null，直接把l2后面插入进来。否则就是l2=null了。
        // 跳出循环的条件是有一个为空了。
        cur.next = l1 != null ? l1 : l2;
        return dum.next;  // dum是空节点，新链表的头节点是dum的后一个节点
    }

    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next;

        ListNode(int x) {
            val = x;
        }
    }
}