打造21天刷题计划，带你征服合并两个有序链表算法难题！

21天刷题计划：算法入门之旅

欢迎来到21天刷题计划的第21天！今天，我们将深入探讨LeetCode上的经典算法问题——合并两个有序链表。

算法简介：合并两个有序链表

合并两个有序链表是一种常见的数据结构操作，其目的是将两个已经按照升序排列的链表合并成一个新的升序链表。例如，给定两个链表[1, 2, 4]和[1, 3, 4]，合并后的链表应该是[1, 1, 2, 3, 4, 4]。

算法步骤：分步理解合并过程

1. 初始化：创建一个新的空链表result，它将存储合并后的有序链表。
2. 比较头节点：将两个链表的头节点进行比较，较小的节点加入result链表，同时将该节点从原链表中删除。
3. 继续比较：重复步骤2，直到其中一个链表为空。
4. 添加剩余节点：将另一个链表的剩余节点直接附加到result链表的末尾。

代码实现：将算法转化为程序

def merge_two_sorted_lists(l1, l2):
    # 初始化result链表
    result = ListNode()
    # 指向result链表的最后一个节点
    current = result

    # 循环比较两个链表的节点
    while l1 and l2:
        # 选择较小的节点加入result链表
        if l1.val < l2.val:
            current.next = l1
            l1 = l1.next
        else:
            current.next = l2
            l2 = l2.next
        # current节点后移
        current = current.next

    # 将剩余节点附加到result链表
    if l1:
        current.next = l1
    if l2:
        current.next = l2

    # 返回result链表的头节点
    return result.next

算法分析：了解时间和空间复杂度

时间复杂度

合并两个有序链表的时间复杂度为O(m + n)，其中m和n分别为两个链表的长度。这是因为在最坏的情况下，需要比较m+n个节点。

空间复杂度

合并两个有序链表的空间复杂度为O(1)，因为我们只需要额外的空间来存储result链表。

总结：算法应用与扩展思考

合并两个有序链表算法在数据结构和算法领域有广泛的应用，例如：

• 将多个有序链表合并为一个有序链表。
• 对链表进行排序。
• 查找两个有序链表的交集。
• 查找两个有序链表的并集。

理解了合并两个有序链表算法的原理和实现后，我们还可以扩展思考以下问题：

• 如果两个链表都是降序排列的，该如何合并？
• 如何将一个无序链表转换为有序链表？
• 如何将一个链表分成相等大小的多个链表？

这些扩展思考可以帮助你更深入地理解链表操作和算法设计。

结语：刷题计划，算法进步

21天刷题计划的第21天，我们一起征服了合并两个有序链表算法难题。希望今天的学习能帮助你更深入地理解链表操作和算法设计。

算法学习是一个循序渐进的过程，需要持之以恒的练习和思考。21天刷题计划仍在继续，让我们一起携手并进，在算法的道路上不断进步！