LeetCode经典题解:21、合并两个有序链表

合并两个有序链表:用"哨兵+双指针"轻松搞定(附记忆口诀)

合并两个有序链表是链表操作的经典题,也是面试高频考点。这道题的解法思路清晰,只要记住"哨兵站岗+双指针赛跑"的场景,代码就能信手拈来。本文用最通俗的方式拆解最优解法,看完就能懂,面试不慌。

一、问题理解:什么是"合并两个有序链表"?

给你两个升序排列 的链表(比如 1→2→41→3→4),要求把它们合并成一个新的升序链表(结果应为 1→1→2→3→4→4)。

核心要求:

  • 新链表中的节点要按从小到大顺序排列
  • 不能创建新节点,只能调整原节点的next指针

二、最优解法:哨兵+双指针(迭代法)

合并有序链表的关键是"比较两个链表的当前节点,取小的那个接在新链表后面"。用"哨兵节点"和"双指针"配合,能完美实现这个逻辑。

场景联想:"哨兵站岗+双指针赛跑"

想象两个链表是两条有序的队伍(比如队伍A:1→2→4,队伍B:1→3→4),现在要把它们合并成一条有序队伍:

  1. 哨兵(dump):站在新队伍的最前面"站岗",负责固定新链表的起点(方便最后返回结果)。
  2. 当前指针(cur):从哨兵身后开始,负责"连接"下一个节点(相当于新队伍的"尾部")。
  3. 双指针(list1, list2):分别指向两个原队伍的当前排头,谁小就把谁"拉"到新队伍后面。

3步口诀:"比大小,接尾巴,指针移"

重复以下步骤,直到其中一个队伍空了:

  1. 比大小 :比较两个队伍排头的大小(list1.vallist2.val)。
  2. 接尾巴 :把小的那个节点接到新队伍的尾部(cur.next = 小节点)。
  3. 指针移 :被接走的队伍排头后移(list1 = list1.nextlist2 = list2.next),新队伍尾部也后移(cur = cur.next)。

最后,把剩下的队伍直接接在新队伍后面(因为剩下的节点已经是有序的)。

三、代码实现(附步骤拆解)

用代码实现上述逻辑,就像按剧本演戏一样自然:

java 复制代码
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        // 1. 哨兵节点:站在新链表最前面,固定起点
        ListNode dump = new ListNode(0);
        // 当前指针:从哨兵身后开始,负责连接节点
        ListNode cur = dump;
        
        // 2. 双指针赛跑:两个队伍都有人时,比较大小
        while (list1 != null && list2 != null) {
            if (list1.val < list2.val) {
                // 把list1的当前节点接在新队伍后面
                cur.next = list1;
                // list1队伍排头后移
                list1 = list1.next;
            } else {
                // 把list2的当前节点接在新队伍后面
                cur.next = list2;
                // list2队伍排头后移
                list2 = list2.next;
            }
            // 新队伍尾部后移
            cur = cur.next;
        }
        
        // 3. 接剩下的队伍:剩下的节点已经有序,直接接在后面
        cur.next = (list1 != null) ? list1 : list2;
        
        // 返回哨兵后面的节点,就是合并后的新链表
        return dump.next;
    }
}

四、面试时怎么快速回忆?

记住这4个关键点,代码就能"推导"出来:

  1. 哨兵初始化ListNode dump = new ListNode(0); ListNode cur = dump;(哨兵站岗,cur从哨兵后开始)。
  2. 循环条件while (list1 != null && list2 != null)(两个队伍都有人时继续)。
  3. 循环内3步
    • 比大小:if (list1.val < list2.val)
    • 接尾巴:cur.next = 小节点
    • 指针移:小节点指针后移; cur = cur.next
  4. 收尾操作cur.next = 剩下的非空链表,返回 dump.next

五、为什么这是最优解?

  • 时间复杂度:O(n+m),n和m是两个链表的长度,每个节点只遍历一次。
  • 空间复杂度 :O(1),只用到3个指针(dump/cur/list1/list2),没有额外占用空间。
  • 逻辑直观:用"队伍合并"场景就能解释,面试官一眼就能理解你的思路。

总结

合并两个有序链表的核心是"哨兵固定起点,双指针比较大小,小的接在新链表后面"。记住"哨兵站岗+双指针赛跑"的场景和"比大小,接尾巴,指针移"的口诀,代码就像填空一样简单。面试前用 1→2→41→3→4 手动模拟一遍,肌肉记忆就有了,轻松拿下这道题!

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