21. 合并两个有序链表

题目

• 题号：21
• 难度：简单
• https://leetcode-cn.com/problems/merge-two-sorted-lists/

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 = [0]
输出：[0]

实现

思路1

1. 首先新建一个哨兵节点head，这可以在最后让我们比较容易地返回合并后的链表。
2. 另外维护一个 tail指针，表示合并链表的尾部位置。
3. 然后用两个指针分别遍历两个链表l1和l2，比较两个指针所指元素的大小。
   • 若，则将新链表的尾部指向l1，并将l1指针往后移一位
   • 若，则将新链表的尾部指向l2，并将l2指针往后移一位
   • 无论上述哪种情况，最后都要将tail往后移动一位。

4. 最后循环终止时，两个链表至多有一个是非空的。我们只需要把非空链表直接接在合并链表(tail指针)的后面。

   /**
   * 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* head = new ListNode(-1);  // 建立新的头用来保存合并后的链表
        ListNode* tail = head;   // 记录新链表的尾部
        while(l1 != nullptr && l2 != nullptr) {
            if(l1->val < l2->val) {
                tail->next = l1;
                l1 = l1->next;
            } else {
                tail->next = l2;
                l2 = l2->next;
            }
            tail = tail->next;
        }
        // 遍历后l1和l2最多只有一个还未被合并完
        // 直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
        if(l1 == nullptr) {
            tail->next = l2;
        } else {
            tail->next = l1;
        }
        return head->next;
    }
   };

   
   时间复杂度：，其中m和n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。
   空间复杂度：.**