【算法】LeetCode算法题-Merge Two Sorted

这是悦乐书的第148次更新，第150篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第7题（顺位题号是21）。合并两个已排序的链表并将其作为新链表返回。 新链表应该通过拼接前两个链表的节点来完成。例如：

链表L1包含三个节点，为1,2,4
链表L2包含三个节点，为1,3,4
将L1和L2合并后的新链表包含6个节点，为1,1,2,3,4,4

本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。

02 此题中的链表是什么？

先来看段代码，下面是定义的ListNode类，有两个属性，一个是存储整数值的val，一个是ListNode类本身的next，存储下一个ListNode的地址值（指针）。形象的解释就是，链表可以是拉链的齿轮，互相咬合；也可以是电影《盗梦空间》中的梦中梦；就像大盒子里面可以继续放盒子一样。

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(int x) {
        val = x;
    }
}

为了更好的理解链表是怎么存储值的，且看下面的代码。l1的next属性引用了l2，l2的next属性引用了l3。

public class Easy_21_MergeTwoSortedList {

    public static void main(String[] args) {
        Easy_21_MergeTwoSortedList instance = new Easy_21_MergeTwoSortedList();
        ListNode l1 = new ListNode(1);
        ListNode l2 =new ListNode(2);
        ListNode l3 =new ListNode(4);
        l1.next = l2;
        l2.next = l3;   
        System.out.println(instance.listNodeToString(l1));
        ListNode l4 = new ListNode(1);
        ListNode l5 =new ListNode(3);
        ListNode l6 =new ListNode(4);
        l4.next = l5;
        l5.next = l6;
        System.out.println(instance.listNodeToString(l4));
    }
    
    public String listNodeToString(ListNode L){
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        while(L != null){
            list.add(L.val);
            L = L.next;
        }
        return list.toString();
    }
}

03 第一种解法

因为给的链表都是已经排过序的（由小到大），只需要依次比较两个链表的元素val值即可，并且存入一个新的链表里面。如果某一个链表先循环完，新链表剩下的元素就是另外一个链表剩下的元素。

public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
    ListNode dummy = new ListNode(-1); 
    ListNode cur = dummy;
    while (l1 != null && l2 != null) {
        if (l1.val < l2.val) {
            cur.next = l1;
            l1 = l1.next;
        } else {
            cur.next = l2;
            l2 = l2.next;
        }
        cur = cur.next;
    }
    cur.next = (l1 != null) ? l1 : l2;
    return dummy.next;
}

04 第二种解法

像第二种方法循环判断再取值的情况，很容易联想到递归，即自己调用自己，同时给予退出条件即可。使用递归的好处就是代码量少。

public ListNode mergeTwoLists2(ListNode l1, ListNode l2) {
    if (l1 == null) {
        return l2;
    }
    if (l2 == null) {
        return l1;
    }
    if (l1.val < l2.val) {
        l1.next = mergeTwoLists2(l1.next, l2);
        return l1;
    } else {
        l2.next = mergeTwoLists2(l1, l2.next);
        return l2;
    }
}

05 小结

此题虽然不难，但是需要先将题目意思读懂，并且知道链表是怎么存数据的，这样才能更好解题。为了更好理解，下面贴上全部代码。

package leetcode;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 合并两个已排序的链接列表并将其作为新列表返回。 新列表应该通过拼接前两个列表的节点来完成。
 * 例：
 * 输入：1-> 2-> 4, 1-> 3-> 4
 * 输出：1-> 1-> 2-> 3-> 4-> 4
 * @author 小川94
 * @date 2018-10-21
 */
public class Easy_21_MergeTwoSortedList {

    public static void main(String[] args) {
        Easy_21_MergeTwoSortedList instance = new Easy_21_MergeTwoSortedList();
        ListNode l1 = new ListNode(1);
        ListNode l2 =new ListNode(2);
        ListNode l3 =new ListNode(4);
        l1.next = l2;
        l2.next = l3;   
        System.out.println(instance.listNodeToString(l1));
        ListNode l4 = new ListNode(1);
        ListNode l5 =new ListNode(3);
        ListNode l6 =new ListNode(4);
        l4.next = l5;
        l5.next = l6;
        System.out.println(instance.listNodeToString(l4));
        ListNode result = instance.mergeTwoLists2(l1, l4);
        System.out.println(instance.listNodeToString(result));
    }
    
    public String listNodeToString(ListNode L){
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        while(L != null){
            list.add(L.val);
            L = L.next;
        }
        return list.toString();
    }
    
    /**
     * 顺位循环判断
     * @param l1
     * @param l2
     * @return
     */
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1); 
        ListNode cur = dummy;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val < l2.val) {
                cur.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                cur.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = (l1 != null) ? l1 : l2;
        return dummy.next;
    }

    /**
     * 利用递归
     * @param l1
     * @param l2
     * @return
     */
    public ListNode mergeTwoLists2(ListNode l1, ListNode l2) {
        if (l1 == null) {
            return l2;
        }
        if (l2 == null) {
            return l1;
        }
        if (l1.val < l2.val) {
            l1.next = mergeTwoLists2(l1.next, l2);
            return l1;
        } else {
            l2.next = mergeTwoLists2(l1, l2.next);
            return l2;
        }
    }
    
}

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(int x) {
        val = x;
    }
}

此题解法远不止上面这两种，如果大家有什么好的解法思路、建议或者其他问题，可以下方留言交流，点赞、留言、转发就是对我最大的回报和支持！