【力扣-21. 合并两个有序链表 ✨】Python笔记

🔗 合并两个有序链表：像拉拉链一样合并数据

摘要：本文详解 LeetCode 21 题"合并两个有序链表"，通过"虚拟头节点 + 双指针比较"的思路，实现链表合并的优雅解法，附带代码实现与核心知识点解析。

📚 核心知识点：虚拟头节点与双指针

在处理链表合并问题时，我们常面临两个痛点：需要频繁处理头节点的边界情况 和 无法直接访问前驱节点。

虚拟头节点（Dummy Node） 是一个非常实用的技巧：

创建一个临时的"哨兵"节点作为新链表的起始点。
所有合并操作都接在这个节点之后。
最终返回 dummy.next 即可得到完整链表。
优势：避免了对头节点的特殊判断，让代码更简洁。

双指针比较：

两个指针分别指向两个链表的当前节点。
比较大小，将较小的节点接在结果链表后。
移动对应指针，继续比较，直到其中一个链表为空。

📝 题目解析：LeetCode 21. 合并两个有序链表

题目描述 ：

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：

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]

输出：[1,1,2,3,4,4]

💻 代码实现

python 复制代码

# Definition for singly-linked list.
class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, list1: Optional[ListNode], list2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        # 创建虚拟头节点，简化头节点处理
        dummy = ListNode()
        # 当前节点指针，用于构建新链表
        current = dummy
        
        # 双指针遍历两个链表
        while list1 and list2:
            # 比较大小，将较小节点接在结果链表后
            if list1.val <= list2.val:
                current.next = list1
                list1 = list1.next  # 移动 list1 指针
            else:
                current.next = list2
                list2 = list2.next  # 移动 list2 指针
            current = current.next  # 移动结果链表指针
        
        # 处理剩余节点（其中一个链表可能还有剩余）
        if list1:
            current.next = list1
        else:
            current.next = list2
        
        # 返回合并后的链表（跳过虚拟头节点）
        return dummy.next

🚀 解题思路总结

虚拟头节点 ：创建 dummy 节点，避免处理头节点的边界情况。
双指针比较 ：用 current 指针构建新链表，list1 和 list2 指针分别遍历两个链表。
合并逻辑 ：比较 list1 和 list2 的当前节点值，将较小的节点接在 current 后，移动对应指针。
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部分直接接在结果链表后。
返回结果 ：返回 dummy.next，即合并后的链表头节点。

📌 关键点提示

虚拟头节点：让代码更简洁，避免对头节点的特殊判断。
双指针：同时遍历两个链表，比较大小并合并。
剩余节点处理：其中一个链表遍历完后，另一个链表的剩余部分直接接在结果链表后。

通过以上步骤，我们可以高效地合并两个有序链表，时间复杂度为 O(m + n)，空间复杂度为 O(1)。