【力扣-21. 合并两个有序链表 ✨】Python笔记

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🔗 合并两个有序链表:像拉拉链一样合并数据

摘要:本文详解 LeetCode 21 题“合并两个有序链表”,通过“虚拟头节点 + 双指针比较”的思路,实现链表合并的优雅解法,附带代码实现与核心知识点解析。


📚 核心知识点:虚拟头节点与双指针

在处理链表合并问题时,我们常面临两个痛点:需要频繁处理头节点的边界情况无法直接访问前驱节点

虚拟头节点(Dummy Node) 是一个非常实用的技巧:

  • 创建一个临时的“哨兵”节点作为新链表的起始点。
  • 所有合并操作都接在这个节点之后。
  • 最终返回 dummy.next 即可得到完整链表。
  • 优势:避免了对头节点的特殊判断,让代码更简洁。

双指针比较

  • 两个指针分别指向两个链表的当前节点。
  • 比较大小,将较小的节点接在结果链表后。
  • 移动对应指针,继续比较,直到其中一个链表为空。

📝 题目解析:LeetCode 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
输入:l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出:[1,1,2,3,4,4]


💻 代码实现

# Definition for singly-linked list.
class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, list1: Optional[ListNode], list2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        # 创建虚拟头节点,简化头节点处理
        dummy = ListNode()
        # 当前节点指针,用于构建新链表
        current = dummy
        
        # 双指针遍历两个链表
        while list1 and list2:
            # 比较大小,将较小节点接在结果链表后
            if list1.val <= list2.val:
                current.next = list1
                list1 = list1.next  # 移动 list1 指针
            else:
                current.next = list2
                list2 = list2.next  # 移动 list2 指针
            current = current.next  # 移动结果链表指针
        
        # 处理剩余节点(其中一个链表可能还有剩余)
        if list1:
            current.next = list1
        else:
            current.next = list2
        
        # 返回合并后的链表(跳过虚拟头节点)
        return dummy.next

🚀 解题思路总结

  1. 虚拟头节点:创建 dummy 节点,避免处理头节点的边界情况。
  2. 双指针比较:用 current 指针构建新链表,list1list2 指针分别遍历两个链表。
  3. 合并逻辑:比较 list1list2 的当前节点值,将较小的节点接在 current 后,移动对应指针。
  4. 处理剩余节点:当其中一个链表遍历完后,将另一个链表的剩余部分直接接在结果链表后。
  5. 返回结果:返回 dummy.next,即合并后的链表头节点。

📌 关键点提示

  • 虚拟头节点:让代码更简洁,避免对头节点的特殊判断。
  • 双指针:同时遍历两个链表,比较大小并合并。
  • 剩余节点处理:其中一个链表遍历完后,另一个链表的剩余部分直接接在结果链表后。

通过以上步骤,我们可以高效地合并两个有序链表,时间复杂度为 O(m + n),空间复杂度为 O(1)。