leetcode-合并两个有序链表

news2024/11/24 3:23:04

题目

图解

方法一

方法二

代码(解析在注释中)

方法一

编辑方法二

题目

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 = []
输出：[]

示例 3：

输入：l1 = [], l2 = [0]
输出：[0]

提示：

两个链表的节点数目范围是 [0, 50]
-100 <= Node.val <= 100
l1 和 l2 均按 非递减顺序 排列

图解

方法一

最终效果

方法二

这个方法就比上一个方法多了一个“哨兵”，也就是用malloc开辟的一个辅助空间

代码(解析在注释中)

方法一

/**
 * 定义单链表结构体
 * 结构体中包含整数值val以及指向下一个节点的指针next
 */
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
};

/**
 * 函数mergeTwoLists接收两个单链表（list1和list2）作为参数，
 * 并返回合并后的新链表，新链表中的元素按升序排列。
 */
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {
    // 首先判断输入的两个链表是否为空，如果其中一个为空，则直接返回另一个非空链表
    if (list1 == NULL) {
        return list2;
    }
    if (list2 == NULL) {
        return list1;
    }

    // 为了不对原链表进行修改，创建两个指针l1和l2分别指向list1和list2的头部
    ListNode* l1 = list1;
    ListNode* l2 = list2;

    // 初始化新链表的头结点和尾结点为NULL
    ListNode *Newhead, *Newtail;
    Newhead = Newtail = NULL;

    // 使用while循环遍历两个链表直到其中一个链表遍历完为止
    while (l1 && l2) {
        // 比较当前节点的值大小，将较小值的节点添加到新链表中
        if (l1->val < l2->val) {
            // 如果新链表还未添加过节点，则设置新链表的头结点和尾结点都为l1
            if (Newhead == NULL) {
                Newhead = Newtail = l1;
            } else {
                // 否则将尾结点的next指向l1，并更新尾结点为新添加的节点
                Newtail->next = l1;
                Newtail = Newtail->next;
            }
            // 移动l1指针至下一个节点
            l1 = l1->next;
        } else {
            // 类似地处理l2的情况
            if (Newhead == NULL) {
                Newhead = Newtail = l2;
            } else {
                Newtail->next = l2;
                Newtail = Newtail->next;
            }
            l2 = l2->next;
        }
    }

    // 当某一个链表遍历完之后，将未遍历完的链表剩余部分连接到新链表的尾部
    if (l1) {
        Newtail->next = l1;
    }
    if (l2) {
        Newtail->next = l2;
    }

    // 返回新链表的头结点
    return Newhead;
}

方法二

/**
 * 定义单链表结构体
 * 结构体中包含整数值val以及指向下一个节点的指针next
 */
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
};

/**
 * 函数mergeTwoLists接收两个单链表（list1和list2）作为参数，
 * 合并这两个已排序的链表，并返回合并后的新链表，新链表中的元素仍按升序排列。
 *
 * 思路：
 * 1. 创建新的链表用于存放合并后的节点，初始化新链表头结点和尾结点。
 * 2. 使用while循环比较两个链表当前节点的值，将较小值的节点添加到新链表中。
 * 3. 当某个链表遍历完后，将另一个未遍历完链表的剩余部分添加到新链表尾部。
 * 4. 最后，释放初始分配给新链表头结点的空间，并返回新链表的第二个节点（实际内容的起始节点）。
 */
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {
    // 判断输入链表是否为空
    if (list1 == NULL) {
        return list2;
    }
    if (list2 == NULL) {
        return list1;
    }

    // 创建临时指针保存原始链表，避免改变它们
    ListNode* l1 = list1;
    ListNode* l2 = list2;

    // 分配内存创建新链表的头结点和尾结点
    ListNode *Newhead, *Newtail;
    Newhead = Newtail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
    // 注意：这里实际上创建了一个空节点作为占位符，其next指针将指向实际的第一个合并节点

    // 循环遍历两个链表，将较小值的节点依次添加到新链表中
    while (l1 && l2) {
        if (l1->val < l2->val) {
            Newtail->next = l1;
            Newtail = Newtail->next;
            l1 = l1->next;
        } else {
            Newtail->next = l2;
            Newtail = Newtail->next;
            l2 = l2->next;
        }
    }

    // 将剩余未遍历完的链表连接到新链表尾部
    if (l1) {
        Newtail->next = l1;
    }
    if (l2) {
        Newtail->next = l2;
    }

    // 获取新链表的实际头部（即第一个有效节点），释放占位头结点的空间
    ListNode* next = Newhead->next;
    free(Newhead);
    Newhead = NULL; // 可选，置空便于调试或后续操作

    // 返回合并后的新链表的实际头部节点
    return next;
}