21. 合并两个有序链表

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:

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输入:l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出:[1,1,2,3,4,4]

示例 2:

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输入:l1 = [], l2 = []
输出:[]

示例 3:

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输入:l1 = [], l2 = [0]
输出:[0]

题目大意

需要将两个升序排列的链表合并成一个新的升序链表,新链表由原两个链表的所有节点组成,且保持升序排列。

解题思路

  1. 使用虚拟头节点(dummy node)简化边界情况处理
  2. 双指针遍历两个链表,比较当前节点值,将较小的节点接入结果链表
  3. 当一个链表遍历完毕后,将另一个链表的剩余部分直接接入结果链表

这种方法的时间复杂度为 O (n + m),其中 n 和 m 分别是两个链表的长度,空间复杂度为 O (1),仅使用了常数个额外节点。

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/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
// 虚拟头节点,简化链表头部的处理
ListNode* dummy = new ListNode();
ListNode* current = dummy;

// 双指针遍历两个链表,选择较小的节点接入结果
while (list1 != nullptr && list2 != nullptr) {
if (list1->val <= list2->val) {
current->next = list1;
list1 = list1->next;
} else {
current->next = list2;
list2 = list2->next;
}
current = current->next;
}

// 处理剩余节点(其中一个链表已遍历完毕)
current->next = (list1 != nullptr) ? list1 : list2;

// 保存结果并释放虚拟头节点(避免内存泄漏)
ListNode* result = dummy->next;
delete dummy;
return result;
}
};