hot100-21 合并两个有序链表

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。

示例一：

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

示例二：

输入：l1 = [], l2 = []
输出：[]

示例三：

输入：l1 = [], l2 = [0]
输出：[0]

思路

• 迭代
• 递归

方法一：迭代

我们可以用迭代的方法来实现上述算法。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。

在循环终止的时候， l1 和 l2 至多有一个是非空的。由于输入的两个链表都是有序的，所以不管哪个链表是非空的，它包含的所有元素都比前面已经合并链表中的所有元素都要大。这意味着我们只需要简单地将非空链表接在合并链表的后面，并返回合并链表即可。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        //迭代
        ListNode head = new ListNode(-1);

        if(l1==null && l2==null)return null;
        if(l1==null)return l2;
        if(l2==null)return l1;
        head.next = l1.val<l2.val?l1:l2;
        ListNode cur = head;

        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;
        }

        if(l1!=null)cur.next = l1;
        if(l2!=null)cur.next = l2;

        return head.next;
    }
}

方法二：递归

终止条件：当两个链表都为空时，表示我们对链表已合并完成。

如何递归：我们判断 l1 和 l2 头结点哪个更小，然后较小结点的 next 指针指向其余结点的合并结果。（调用递归）

数学归纳为四种情况：

1. l1==null，返回 l2（最基本情况，出口）
2. l2==null，返回 l1（最基本情况，出口）
3. l1!=null && l2!=null && l1.val<l2.val，l1.next指向后续合并结果（递归体，注意改变递归传入参数）
4. l1!=null && l2!=null && l1.val>=l2.val，l2.next指向后续合并结果（递归体，注意改变递归传入参数）

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        //递归
        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;
        }
    }
}