C/C++ BM4 合并两个排序的链表

文章目录

前言
题目
1. 解决方案一
- 1.1 思路概述
- 1.2 源码
2. 解决方案二
- 2.1 思路阐述
- 2.2 源码
总结

前言

这道题采用两种方式，一种是直接插入法，还有一种就是递归调用。

题目

输入两个递增的链表，单个链表的长度为n，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。
数据范围： 0≤n≤1000，−1000≤节点值≤1000
要求：空间复杂度 O(1)，时间复杂度 O(n

如输入{1,3,5},{2,4,6}时，合并后的链表为{1,2,3,4,5,6}，所以对应的输出为{1,2,3,4,5,6}，转换过程如下图所示：
在这里插入图片描述
或输入{-1,2,4},{1,3,4}时，合并后的链表为{-1,1,2,3,4,4}，所以对应的输出为{-1,1,2,3,4,4}，转换过程如下图所示：

在这里插入图片描述

1. 解决方案一

1.1 思路概述

合并链表的过程就是插入节点的过程，不过是双链表遍历。
首先判断两个链表的最小节点谁的最小，那么链表首节点小的作为基链表，另一个链表进行比较与插入。
一般链表题都要添加一个头结点，作为哨兵节点，这样的好处是确保每一个节点都有一个前置节点。

对于题目中的特殊情况，空链表这种，我们得单独拎出来判断。如果一个链表是空链表，则直接返回另一个非空链表；如果两个链表都为空，则直接返回空链表。

正常判断的情况，这里以pHead1为基链表的情况（也就是pHead1的第一个节点小于pHead2的第一个节点）为例。
我们通过一个bool类型变量来确定基链表判断逻辑。

如果pHead2链表的值小于pHead1指向的节点的下一个值，就进行插入。比如，1,3,5的基链表，2,4,6链表往里面插入，因为我们已经通过首节点判断出pHead2的首节点肯定比pHead1的节点大，我们只需要找到pHead1中第一个比pHead2中要插入到pHead1的节点大的节点即可。所以这里用到了pHead->next->val。

后面就是断链和插入的操作，再接着就是双链表遍历，即调整双链表中指针的位置。

如果pHead1>pHead2的情况，那么逻辑是基本一致的，这里就不在赘述。

1.2 源码

/*** struct ListNode {*  int val;*  struct ListNode *next;*  ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}* };*/
class Solution {public:/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可*** @param pHead1 ListNode类* @param pHead2 ListNode类* @return ListNode类*/ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2) {ListNode* rec = new ListNode(-1);if (!pHead1 && !pHead2) {return nullptr;}if (!pHead1 && pHead2) {return pHead2;}if (pHead1 && !pHead2) {return pHead1;}//比较链表大小bool firstListBig = true;if (pHead1->val > pHead2->val) {firstListBig = true;rec->next = pHead2;} else {firstListBig = false;rec->next = pHead1;}//第二个链表大的情况if (!firstListBig) {while (pHead2 && pHead1) {//如果小链表后面没有节点了，则大链表直接加到小链表后if (!pHead1->next) {pHead1->next = pHead2;break;}ListNode* tempNode = pHead2->next;if (pHead2->val <= pHead1->next->val) {pHead2->next = pHead1->next;pHead1->next = pHead2;pHead2 = tempNode;pHead1 = pHead1->next;} else {pHead1 = pHead1->next;if (!pHead1->next) {pHead1->next = pHead2;break;}}}} else //第二个链表小的情况{while (pHead2 && pHead1) {if (!pHead2->next) {pHead2->next = pHead1;break;}ListNode* tempNode = pHead1->next;if (pHead1->val <= pHead2->next->val) {pHead1->next = pHead2->next;pHead2->next = pHead1;pHead1 = tempNode;pHead2 = pHead2->next;} else {pHead2 = pHead2->next;if (!pHead2->next) {pHead2->next = pHead1;break;}}}}return rec->next;}
};

2. 解决方案二

2.1 思路阐述

使用递归的方式进行处理。

写递归代码，最重要的要明白递归函数的功能。可以不必关心递归函数的具体实现。
比如这个ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2)
函数功能：合并两个单链表，返回两个单链表头结点值小的那个节点。

如果知道了这个函数功能，那么接下来需要考虑2个问题：

递归函数结束的条件是什么？（这个非常重要，一般第一个就要写它）
递归函数一定是缩小递归区间的，那么下一步的递归区间是什么？

对于问题1.对于链表就是，如果为空，返回什么
对于问题2，跟迭代方法中的一样，如果PHead1的所指节点值小于等于pHead2所指的结点值，那么phead1后续节点和pHead节点继续递归。这个就类似于去找到一个pHead1中所指节点第一个比pHead2所指节点大的节点。

时间复杂度：O(m+n)
空间复杂度：O(m+n),每一次递归，递归栈都会保存一个变量，最差情况会保存(m+n)个变量

递归的一个大致流程，我画了一下，其实大家可以自己debug一下就知道了
在这里插入图片描述

2.2 源码

class Solution {
public:ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2){if (!pHead1) return pHead2;if (!pHead2) return pHead1;if (pHead1->val <= pHead2->val) {pHead1->next = Merge(pHead1->next, pHead2);return pHead1;}else {pHead2->next = Merge(pHead1, pHead2->next);return pHead2;}}
};