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→4
和 1→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:
- 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)。
- 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”)。
- 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:
- 比大小:比较两个队伍排头的大小(
list1.val
和list2.val
)。 - 接尾巴:把小的那个节点接到新队伍的尾部(
cur.next = 小节点
)。 - 指针移:被接走的队伍排头后移(
list1 = list1.next
或list2 = 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:
/*** 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:
- 哨兵初始化:
ListNode dump = new ListNode(0); ListNode cur = dump;
(哨兵站岗,cur从哨兵后开始)。 - 循环条件:
while (list1 != null && list2 != null)
(两个队伍都有人时继续)。 - 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
- 比大小:
- 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→4
和 1→3→4
手动模拟一遍,肌肉记忆就有了,轻松拿下这道题!