题目介绍

分析

首先，我们设定一个哨兵节点 prehead ，这可以在最后让我们比较容易地返回合并后的链表。我们维护一个 prev 指针，我们需要做的是调整它的 next 指针。然后，我们重复以下过程，直到 l1 或者 l2 指向了 null ：如果 l1 当前节点的值小于等于 l2 ，我们就把 l1 当前的节点接在 prev 节点的后面同时将 l1 指针往后移一位。否则，我们对 l2 做同样的操作。不管我们将哪一个元素接在了后面，我们都需要把 prev 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。

代码如下：

/**
 * 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) {
        //哨兵节点，指向合并之后的链表的头节点的上一个元素
        ListNode prehead = new ListNode(-1);
        ListNode prev = prehead;

        while(l1 != null && l2 != null) {
            //比较大小
            if(l1.val < l2.val) {
                prev.next = l1;
                l1 = l1.next;
            }else {
                prev.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            prev = prev.next;
        }

        //如果l1还没有遍历完，直接将l1剩余的元素添加到新链表末尾
        if(l1 != null) {
           prev.next = l1; 
        }

        //如果l2还没有遍历完，直接将l2剩余的元素添加到新链表末尾
        if(l2 != null) {
           prev.next = l2; 
        }
        return prehead.next;
    }
}

复杂度分析

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。

21. 合并两个有序链表

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