合并两个有序链表 图解说明

Posted 2023-02-19 HT . WANG

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：1->2->4, 1->3->4

输出：1->1->2->3->4->4

• 题目解析

假设两个链表分别为l1和l2

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。

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。

同时需要设置 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。

• 图解描述算法过程

1->4->5 和 1->2->3->6 两个不等长链表迭代合并的过程：

（1）创建哑结点prehead，保留合并结果，同时创建prev指针，来维护链表有序性

（2）l1节点值大小与l2节点值大小比较，选取较小一个，由prehead->next指向较小一个

（3）同时pre维护指针后移，l1指针后移，把 l1 当前的节点接在 prev 节点的后面

（4）重复2过程，比较得到较小值为l2的第一个节点

（5）l2指针后移，把 l2 当前的节点接在 prev 节点的后面

（6）重复2过程，比较得到较小值为l2的第二个节点

（7）重复2过程，比较得到较小值为l2的第三个节点，对应的prev指针后移，同时l2指针也后移

（8）重复2过程，比较得到较小值为l1的第二个节点

（9）重复2过程，比较得到较小值   对应的prev指针后移，同时l1指针也后移

（10）当l1为空，剩余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

• 具体代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode 
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) 
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) 
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) 
 * ;
 */
class Solution 
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) 
        ListNode* preHead = new ListNode(-1);

        ListNode* prev = preHead;
        while (l1 != nullptr && l2 != nullptr) 
            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 == nullptr ? l2 : l1;

        return preHead->next;
    
;

参考来源：newcode和leetcode算法题