合并两个有序链表

2022-1-24

这道题目是简单题，方法一使用的迭代的方法，方法二使用的递归思想。代码比较简单没有给出详细注释。

题目

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

解题方法一

/**
     * 迭代
     * 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。
     *
     * 时间复杂度：O(n + m)，其中 n 和 m 分别为两个链表的长度。
     * 因为每次循环迭代中，l1 和 l2 只有一个元素会被放进合并链表中，
     * 因此 while 循环的次数不会超过两个链表的长度之和。所有其他操作的时间复杂度都是常数级别的，
     * 因此总的时间复杂度为 O(n+m)。
     *
     * 空间复杂度：O(1)。我们只需要常数的空间存放若干变量。
     *
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        // 处理边界问题
        if (list1 == null && list2 == null){
            return null;
        }
        if (list1 == null || list2 == null){
            return list1 == null ? list2 : list1;
        }
        ListNode head = list1.val <= list2.val ? list1 : list2;
        ListNode head2 = head == list1 ? list2 : list1;
        ListNode head1 = head.next;
        ListNode pre = head;
        while (head1 != null && head2 != null){
            if (head1.val <= head2.val){
                pre.next = head1;
                pre = head1;
                head1 = head1.next;
            }else {
                pre.next = head2;
                pre = head2;
                head2 = head2.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
        pre.next = head1 == null ? head2 : head1;
        return head;
    }

解题方法二

 /**
     * 递归
     * 时间复杂度：O(n + m)，其中 n 和 m 分别为两个链表的长度。
     * 因为每次调用递归都会去掉 l1 或者 l2 的头节点（直到至少有一个链表为空），
     * 函数 mergeTwoList 至多只会递归调用每个节点一次。因此，时间复杂度取决于合并后的链表长度，即 O(n+m)。
     *
     * 空间复杂度：O(n + m)，其中 n 和 m 分别为两个链表的长度。
     * 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)。
     *
     * @param l1
     * @param l2
     * @return
     */
    public ListNode mergeTwoLists2(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;
        }
    }