揭秘有序链表合并的奥秘—— LeetCode 21

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2023-07-28 03:10:27

有序链表合并：概念、实现和应用

有序链表合并 是一种将两个或更多有序链表合并为一个新有序链表的技术。该算法在数据处理、排序和优先级队列等许多应用程序中都有广泛的应用。

概念和应用

有序链表是一组节点，其中每个节点都包含一个值，并且这些值按升序或降序排列。有序链表合并算法将两个或更多有序链表作为输入，并返回一个包含所有元素的新有序链表，这些元素是从输入链表中提取的。

有序链表合并算法在以下应用程序中很有用：

有序查找： 由于链表是按序排列的，因此可以使用二分查找算法快速查找特定的值。
合并排序： 有序链表可以很容易地合并在一起，以创建一个新的有序链表。
优先级队列： 有序链表可以用来实现优先级队列，其中具有最高优先级的元素排在链表的前面。

算法实现

有序链表合并算法的实现非常简单。我们可以使用以下步骤来实现它：

初始化一个新的空链表 result。
将两个链表的头部节点 head1 和 head2 指向 result 的头部节点。
循环比较 head1 和 head2 的值。
如果 head1 的值小于或等于 head2 的值，则将 head1 的值添加到 result 链表中，并将 head1 指向 head1 的下一个节点。
否则，将 head2 的值添加到 result 链表中，并将 head2 指向 head2 的下一个节点。
重复步骤 4 和步骤 5，直到 head1 和 head2 都为 null。
返回 result 链表。

以下是用 Python 实现的有序链表合并算法示例：

def merge_two_sorted_lists(l1, l2):
  """
  合并两个有序链表

  Args:
    l1 (ListNode): 第一个链表的头部节点
    l2 (ListNode): 第二个链表的头部节点

  Returns:
    ListNode: 合并后链表的头部节点
  """

  # 初始化一个新的空链表
  result = ListNode()

  # 将两个链表的头部节点指向 result 的头部节点
  head1 = l1
  head2 = l2
  current = result

  # 循环比较 head1 和 head2 的值
  while head1 and head2:
    if head1.val <= head2.val:
      current.next = head1
      head1 = head1.next
    else:
      current.next = head2
      head2 = head2.next
    current = current.next

  # 将剩余的节点添加到 result 链表中
  while head1:
    current.next = head1
    head1 = head1.next
    current = current.next

  while head2:
    current.next = head2
    head2 = head2.next
    current = current.next

  return result.next