合并两个有序链表

要求将两个升序链表合并为一个新的升序链表，并返回合并后的链表。问题本质上是两个链表的归并操作，考察对链表的操作和合并逻辑。

解题思路：

1. 创建虚拟头节点：我们需要一个虚拟头节点来简化链表的操作。虚拟头节点后会连接我们按顺序合并的节点。
2. 双指针遍历链表：我们使用两个指针分别指向两个链表的当前节点，逐步比较两个链表的节点值，将较小的节点连接到新链表，并移动对应的指针。
3. 处理剩余节点：当其中一个链表遍历完后，将另一个链表的剩余节点直接连接到新链表末尾。
4. 返回结果：最终返回虚拟头节点的下一个节点，即合并后的链表。

C语言代码实现：

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

// 定义链表节点结构体
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
};

// 合并两个有序链表的函数
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) {
    // 创建虚拟头节点
    struct ListNode dummy;
    struct ListNode *tail = &dummy;
    dummy.next = NULL;

    // 比较两个链表的节点，按顺序合并
    while (l1 != NULL && l2 != NULL) {
        if (l1->val < l2->val) {
            tail->next = l1;
            l1 = l1->next;
        } else {
            tail->next = l2;
            l2 = l2->next;
        }
        tail = tail->next;
    }

    // 处理剩余的链表节点
    if (l1 != NULL) {
        tail->next = l1;
    } else {
        tail->next = l2;
    }

    // 返回合并后的链表
    return dummy.next;
}

// 创建链表节点
struct ListNode* createNode(int val) {
    struct ListNode* newNode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    newNode->val = val;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

// 打印链表
void printList(struct ListNode* head) {
    while (head != NULL) {
        printf("%d -> ", head->val);
        head = head->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

// 主函数
int main() {
    // 创建第一个有序链表 1 -> 2 -> 4
    struct ListNode* l1 = createNode(1);
    l1->next = createNode(2);
    l1->next->next = createNode(4);

    // 创建第二个有序链表 1 -> 3 -> 4
    struct ListNode* l2 = createNode(1);
    l2->next = createNode(3);
    l2->next->next = createNode(4);

    // 合并两个链表
    struct ListNode* mergedList = mergeTwoLists(l1, l2);

    // 打印合并后的链表
    printList(mergedList);

    return 0;
}

代码讲解：

1. mergeTwoLists函数：

   • 使用了一个虚拟头节点 dummy 来简化链表操作，tail 指向当前合并链表的最后一个节点。
   • 通过遍历 l1 和 l2，将较小的节点附加到 tail 后，并移动指针。
   • 遍历结束后，将未处理完的链表直接连接到 tail。

2. createNode函数：用于创建链表节点，方便构建链表。

3. printList函数：用于打印链表，以方便查看结果。

4. main函数 ：创建两个有序链表，并调用 mergeTwoLists 函数合并链表，最后输出合并结果。

总结：

该方法采用了迭代的方式来合并两个链表，每次比较链表节点的值，时间复杂度为 O(n+m)，其中 n 和 m 分别是两个链表的长度。该算法时间复杂度和空间复杂度都较优，适合处理一般的链表合并问题。