Merge Two Sorted Lists

Source

• lintcode: (165) Merge Two Sorted Lists
• leetcode: Merge Two Sorted Lists | LeetCode OJ

Merge two sorted linked lists and return it as a new list.
The new list should be made by splicing together the nodes of the first two lists.

Example
Given 1->3->8->11->15->null, 2->null , return 1->2->3->8->11->15->null

题解

此题为两个链表的合并，合并后的表头节点不一定，故应联想到使用dummy节点。链表节点的插入主要涉及节点next指针值的改变，两个链表的合并操作则涉及到两个节点的next值变化，若每次合并一个节点都要改变两个节点next的值且要对NULL指针做异常处理，势必会异常麻烦。嗯，第一次做这个题时我就是这么想的... 下面看看相对较好的思路。

首先dummy节点还是必须要用到，除了dummy节点外还引入一个lastNode节点充当下一次合并时的头节点。在l1或者l2的某一个节点为空指针NULL时，退出while循环，并将非空链表的头部链接到lastNode->next中。

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) {
        ListNode *dummy = new ListNode(0);
        ListNode *lastNode = dummy;
        while ((NULL != l1) && (NULL != l2)) {
            if (l1->val < l2->val) {
                lastNode->next = l1;
                l1 = l1->next;
            } else {
                lastNode->next = l2;
                l2 = l2->next;
            }

            lastNode = lastNode->next;
        }

        // do not forget this line!
        lastNode->next =  (NULL != l1) ? l1 : l2;

        return dummy->next;
    }
};

源码分析

1. 异常处理，包含在dummy->next中。
2. 引入dummy和lastNode节点，此时lastNode指向的节点为dummy
3. 对非空l1,l2循环处理，将l1/l2的较小者链接到lastNode->next，往后递推lastNode
4. 最后处理l1/l2中某一链表为空退出while循环，将非空链表头链接到lastNode->next
5. 返回dummy->next，即最终的首指针

注意lastNode的递推并不影响dummy->next的值，因为lastNode和dummy是两个不同的指针变量。

链表的合并为常用操作，务必非常熟练，以上的模板非常精炼，有两个地方需要记牢。1. 循环结束条件中为条件与操作；2. 最后处理lastNode->next指针的值。

复杂度分析

最好情况下，一个链表为空，时间复杂度为 $O(1)$. 最坏情况下，lastNode遍历两个链表中的每一个节点，时间复杂度为 $O(l1+l2)$. 空间复杂度近似为 $O(1)$.

Reference

• Merge Two Sorted Lists | 九章算法