21. 合并两个有序链表 ●
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]
题解
1. 递归
思路:
每次返回待合并的节点中数值最小的那一个节点,并将该节点的 next 指针指向剩下节点中数值最小的节点…
终止条件为:当遇到有空节点的链表时,直接返回另一条链表的头结点(此时不需要合并两条链表)。
- 时间复杂度: O ( n + m ) O(n+m) O(n+m),其中 n 和 m 分别为两个链表的长度。因为每次调用递归都会去掉 l1 或者 l2 的头节点(直到至少有一个链表为空),函数 mergeTwoList 至多只会递归调用每个节点一次。因此,时间复杂度取决于合并后的链表长度,即 O(n+m)。
- 空间复杂度: O ( n + m ) O(n+m) O(n+m),其中 n 和 m 分别为两个链表的长度。递归调用 mergeTwoLists 函数时需要消耗栈空间,栈空间的大小取决于递归调用的深度。结束递归调用时 mergeTwoLists 函数最多调用 n+m 次,因此空间复杂度为 O(n+m)。
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
if(list1 == nullptr){
return list2; // 遇到空链表,无需合并,直接返回非空链表
}else if(list2 == nullptr){
return list1;
}else if(list1->val < list2->val){
list1->next = mergeTwoLists(list1->next, list2); // 递归寻找下一个最小值节点
return list1; // 返回当前待合并节点的最小值节点
}else{
list2->next = mergeTwoLists(list1, list2->next);
return list2;
}
}
};
2. 迭代
原地链接各节点来实现合并,当链表都不为空时,将 prev 节点的 next 指针指向数值更小的节点,并更新节点的位置;
当有一个链表为空时,直接将 next 节点链接到非空链表中。
此时需要利用虚拟头结点(哨兵节点)来辅助记录真实的头结点。
- 时间复杂度: O ( n + m ) O(n+m) 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 ) O(1) O(1)。我们只需要常数的空间存放若干变量。
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
ListNode* dummyHead = new ListNode(-1);
ListNode* prev = dummyHead;
while(list1 != nullptr && list2 != nullptr){
if(list1->val < list2->val){
prev->next = list1; // 将 prev->next 指向数值更小的节点
list1 = list1->next; // 移动待合并头结点
}else{
prev->next = list2;
list2 = list2->next;
}
prev = prev->next; // 更新 prev 节点
}
prev->next = list1 == nullptr? list2 : list1; // 链接剩余的非空链表
return dummyHead->next;
}
};