合并两个有序链表

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1. 题目呈现

难度等级：🟢 简单
核心考察点：链表、递归、迭代

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 1：

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出：[1,1,2,3,4,4]

示例 2：

输入：l1 = [], l2 = []
输出：[]

示例 3：

输入：l1 = [], l2 = [0]
输出：[0]

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2. 解题思路拆解

方法一：迭代法 (哨兵节点)

我们可以创建一个哨兵节点 (dummy node) 作为新链表的头，然后用一个指针 curr 指向它。 比较 list1 和 list2 当前节点的值：

• 如果 list1.val < list2.val，则 curr.next = list1，list1 向后移。
• 否则，curr.next = list2，list2 向后移。
• curr 向后移。

当其中一个链表遍历完后，将另一个链表剩余部分直接接在 curr 后面即可。

方法二：递归法

这是一个非常适合递归的问题。

• 如果 list1 为空，返回 list2。
• 如果 list2 为空，返回 list1。
• 如果 list1.val < list2.val，那么 list1 应该是合并后链表的头，剩下的事情就是让 list1.next 指向 merge(list1.next, list2)。
• 否则，list2 是头，list2.next 指向 merge(list1, list2.next)。

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3. 代码实现

迭代法 (推荐，空间复杂度 O(1))

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val, next) {
 *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *     this.next = (next===undefined ? null : next)
 * }
 */

/**
 * @param {ListNode} list1
 * @param {ListNode} list2
 * @return {ListNode}
 */
var mergeTwoLists = function(list1, list2) {
    // 创建哨兵节点
    const dummy = new ListNode(-1);
    let curr = dummy;
    
    while (list1 !== null && list2 !== null) {
        if (list1.val <= list2.val) {
            curr.next = list1;
            list1 = list1.next;
        } else {
            curr.next = list2;
            list2 = list2.next;
        }
        curr = curr.next;
    }
    
    // 接上剩余部分
    curr.next = list1 === null ? list2 : list1;
    
    return dummy.next;
};

递归法 (代码简洁)

var mergeTwoLists = function(list1, list2) {
    if (list1 === null) return list2;
    if (list2 === null) return list1;
    
    if (list1.val <= list2.val) {
        list1.next = mergeTwoLists(list1.next, list2);
        return list1;
    } else {
        list2.next = mergeTwoLists(list1, list2.next);
        return list2;
    }
};

代码执行演示 (迭代法)

输入 l1=[1,2,4], l2=[1,3,4]

• dummy(-1), curr 指向 dummy。
• 1 <= 1: curr.next 接 l1(1)。l1 移到 2。curr 移到 1。
• 2 > 1: curr.next 接 l2(1)。l2 移到 3。curr 移到 1。
• 2 <= 3: curr.next 接 l1(2)。l1 移到 4。curr 移到 2。
• 4 > 3: curr.next 接 l2(3)。l2 移到 4。curr 移到 3。
• 4 <= 4: curr.next 接 l1(4)。l1 移到 null。curr 移到 4。
• l1 空了，curr.next 接 l2(4 -> null)。
• 返回 dummy.next 即 1->1->2->3->4->4。

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4. 复杂度分析

维度	描述
时间复杂度	$O(m + n)$。需要遍历两个链表的所有节点。
空间复杂度	迭代法 $O(1)$。递归法 $O(m + n)$ (递归调用栈)。