【剑指offer】JZ25-合并两个排序的链表-Python解法_jz25合并两个排序的链表

1.题目描述

2.解题思路（Python版）

方法一：迭代

注意到题目中要求的空间复杂度为O(1)，因此只能使用迭代的方法来实现，因为迭代不使用额外的空间，只利用几个额外的指针来完成链表节点的重新连接。

思路：

1.使用ListNode(0)构造一个虚拟链表，其头节点值pHead为0，后面节点为空；

2.使用cur指针构建新链表，cur指向pHead，后续其他排完序的节点都会接在cur之后；

3.迭代条件：pHead1和pHead2都不为空。比较pHead1和pHead2的大小，cur指针指向较小者，同时头节点的值较小的链表，其头节点需向后移一个节点（因为原先的头节点已经接在cur之后）。由于现在cur指向虚拟节点pHead的位置，因此迭代结束后cur指向下一个节点，即新链表的首元节点。

4.当最初的两个链表有一个排列完后，迭代结束，如果某个链表还有剩余，则直接将其接到新链表的末尾，最后返回虚拟头结点的下一个节点，即合并后的链表头。

参考代码：

# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
#
# 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
#
# 
# @param pHead1 ListNode类 
# @param pHead2 ListNode类 
# @return ListNode类
#
class Solution:
    def Merge(self, pHead1: ListNode, pHead2: ListNode) -> ListNode:
        pHead = ListNode(0)  # 创建一个虚拟头结点
        cur = pHead  # 使用 cur 指针来构建新链表
        while pHead1 and pHead2:
            if pHead1.val < pHead2.val:
                cur.next = pHead1
                pHead1 = pHead1.next
            else:
                cur.next = pHead2
                pHead2 = pHead2.next
            cur = cur.next
        # 如果某个链表还有剩余，则直接将其接到新链表的末尾
        if pHead1:
            cur.next = pHead1
        if pHead2:
            cur.next = pHead2
        return pHead.next  # 返回虚拟头结点的下一个节点，即合并后的链表头
 
 

复杂度：

时间复杂度O(N)：N为原始两个待排序链表的长度之和，将两个链表完整遍历了一遍；

空间复杂度O(1)：除指针移动外，没有花费额外空间

方法二：递归（偏题版）

使用递归的方法不满足题目中对于空间复杂度的限制，但其解题的方式值得学习。

思路：

1.递归条件：比较当前两个链表中值较小的头节点，把它链接到已经合并的链表中，然后对两个链表剩余的节点依旧做排序操作，也就是再次比较两个链表的剩余部分的头节点的值；

2.基线条件：两个链表都为空.

参考代码：

# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
#
# 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
#
# 
# @param pHead1 ListNode类 
# @param pHead2 ListNode类 
# @return ListNode类
#
class Solution:
    def Merge(self , pHead1: ListNode, pHead2: ListNode) -> ListNode:
        # write code here
        if pHead1 is None:     #对空链表的特殊分析
            return pHead2
        if pHead2 is None:
            return pHead1
        pHead = None
        if pHead1.val < pHead2.val:
            pHead = pHead1
            pHead.next = self.Merge(pHead1.next,pHead2)
        else:
            pHead = pHead2
            pHead.next = self.Merge(pHead1,pHead2.next)
        return pHead

复杂度：

时间复杂度O(N)：N为原始两个待排序链表的长度之和，将两个链表完整遍历了一遍；

空间复杂度O(N)：递归栈的深度为两个链表的长度之和N，相较于迭代方法花费更多空间。

题目要点总结：

1.在解答时注意看题目给出的复杂度限制，根据限制选择合适的方法解题；

2.要注意对特殊链表的分析（如两个待排链表全为空，或者有一个链表为空，或者链表中存在值相等的多个节点），在迭代/递归过程中要体现对特殊情况的说明，否则测试时可能会出现错误。

3.在编写代码时脑子里要想到可能会出现的特殊测试用例，并以此来完善代码，提高代码的鲁棒性。