c语言实现两个有序链表的合并

news2024/11/25 9:44:23

合并两个有序链表是c语言数据结构中比较经典的问题，首先两个链表都是有序的，即节点的顺序是按照各个节点中的值从小到大排序，而且合并之后的新链表中的各个节点顺序也要满足从小到大的排序，具体如下图所示。

思路：用malloc申请一个哨兵位的头节点NewHead，作为合并之后新链表的头节点（注意此头节点的作用是作为一个哨兵，最后用完要将其释放）。再定义三个指针，指针1用来遍历链表1中的节点，指针2遍历链表2中的节点，指针3则用来维护合并之后的新链表。将指针1指向的节点与指针2指向的节点进行值的比较，小的一方则把节点“给到”NewHead节点的下一个节点，并且移动指针3往后走，继续维护下一个节点。

若List1和List2中有一个指针已经遍历到空，则直接将另一条链表剩余节点都连接到tail指向的节点后面，也就是将没有指向空的指针给到了tail维护的节点的next。

最后合并链表的任务完成后，对newhead哨兵位的头节点进行释放，并且要记住newhead节点的下一个节点的位置，因为该位置才是合并后链表的真正意义上的头节点的地址。

测试代码实现如下（代码包括创建链表、打印链表、测试合并链表的功能）：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct ListNode //创建节点结构体
{
	int data;
	struct ListNode* next;
}LNode;

void Print(LNode* phead)//打印函数
{
	LNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL");//模拟链表最后指向的是NULL
}

LNode* mergeTwoLists(LNode* list1, LNode* list2) {
	LNode* head = NULL;//记住合并后链表的头节点
	LNode* tail = NULL;//用于遍历合并后的链表
	head = tail = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//创建一个头节点newhead
	while (list1 && list2)//若有一个指针为空，则跳出循环
	{
		if (list1->data > list2->data)//数据小的节点给到tail
		{
			tail->next = list2;
			list2 = list2->next;
		}
		else
		{
			tail->next = list1;
			list1 = list1->next;
		}
		tail = tail->next;//更新tail的位置，以便下一次节点的插入
	}
	if (list1)//若list1指针不为空则说明list2指针为空，则直接将list1指向的节点给到tail
	{
		tail->next = list1;
	}
	else//反之，若list2指针不为空则说明list1指针为空，则直接将list2指向的节点给到tail
	{
		tail->next = list2;
	}
	LNode* poi = head;//记住头节点的位置，因为准备释放申请的头节点的空间，
	//因为最终返回是不带哨兵位节点的链表
	head = head->next;//head指向哨兵位节点的下一个节点，该节点才是合并链表后真正的头节点
	free(poi);//释放申请的空间
	return head;//返回合并后链表的头节点的地址
}
int main()
{
	//链表List1
	LNode* n1 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//创建3个节点
	LNode* n2 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	LNode* n3 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));

	LNode* plist1 = n1;//指向List1的头指针plist1
	n1->data = 1;//给每个节点都赋值
	n2->data = 2;
	n3->data = 4;
	
	n1->next = n2;//手动构建链表
	n2->next = n3;
	n3->next = NULL;

	//链表List2
	LNode* n4 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//创建3个节点
	LNode* n5 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	LNode* n6 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));

	LNode* plist2 = n4;//指向List2的头指针plist2
	n4->data = 1;//给每个节点都赋值
	n5->data = 3;
	n6->data = 4;

	n4->next = n5;//手动构建链表
	n5->next = n6;
	n6->next = NULL;

	printf("List1:");
	Print(plist1);//打印链表1

	printf("\nList2:");
	Print(plist2);//打印链表2

	printf("\n合并后：");
	LNode* newhead = mergeTwoLists(plist2, plist1);//合并函数
	Print(newhead);//打印合并后的链表

	return 0;
}

运行结果：