day67 21. 合并两个有序链表(Java)

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题目来源: 21. 合并两个有序链表

题目描述:

  • 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。
  • 图示: merge_ex1.jpg
  • 示例:
示例1:
输入:l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出:[1,1,2,3,4,4]

示例2:
输入:l1 = [], l2 = []
输出:[]

示例2:
输入:l1 = [], l2 = [0]
输出:[0]

思路:迭代

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。
具体操作:

  • 1.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。
  • 2.我们维护一个 prev 指针,我们需要做的是调整它的 next 指针。
  • 3.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。
  • 4.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。 具体实现:迭代
class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode prehead = new ListNode(-1);

        ListNode prev = prehead;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                prev.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                prev.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            prev = prev.next;
        }

        // 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完,我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
        prev.next = l1 == null ? l2 : l1;

        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。