剑指 Offer 25. 合并两个排序的链表
题目
剑指 Offer 25. 合并两个排序的链表 难度：easy
输入两个递增排序的链表，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。
示例1：
输入： 1->2->4, 1->3->4
输出： 1->1->2->3->4->4限制：
0 <= 链表长度 <= 1000
方法一：递归
思路
我们可以如下递归地定义两个链表里的 merge 操作（忽略边界情况，比如空链表等）：
$$ \begin{cases} list1[0]+merge(list1[1:],list2)& list1[0]
也就是说，两个链表头部值较小的一个节点与剩下元素的 merge 操作结果合并。
如果 l1 或者 l2 一开始就是空链表 ，那么没有任何操作需要合并，所以我们只需要返回非空链表。否则，我们要判断 l1 和 l2 哪一个链表的头节点的值更小，然后递归地决定下一个添加到结果里的节点。如果两个链表有一个为空，递归结束。
解题
Python：
class Solution:
def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
if l1 is None:
return l2
elif l2 is None:
return l1
elif l1.val < l2.val:
l1.next = self.mergeTwoLists(l1.next, l2)
return l1
else:
l2.next = self.mergeTwoLists(l1, l2.next)
return l2Java：
class Solution {
public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
if (l1 == null) {
return l2;
} else if (l2 == null) {
return l1;
} else if (l1.val < l2.val) {
l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
return l1;
} else {
l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
return l2;
}
}
}
方法二：迭代
思路
我们可以用迭代的方法来实现上述算法。当 l1 和 l2 都不是空链表时，判断 l1 和 l2 哪一个链表的头节点的值更小，将较小值的节点添加到结果里，当一个节点被添加到结果里之后，将对应链表中的节点向后移一位。
首先，我们设定一个哨兵节点 prehead ，这可以在最后让我们比较容易地返回合并后的链表。我们维护一个 prev 指针，我们需要做的是调整它的 next 指针。然后，我们重复以下过程，直到 l1 或者 l2 指向了 null ：如果 l1 当前节点的值小于等于 l2 ，我们就把 l1 当前的节点接在 prev 节点的后面同时将 l1 指针往后移一位。否则，我们对 l2 做同样的操作。不管我们将哪一个元素接在了后面，我们都需要把 prev 向后移一位。
在循环终止的时候， l1 和 l2 至多有一个是非空的。由于输入的两个链表都是有序的，所以不管哪个链表是非空的，它包含的所有元素都比前面已经合并链表中的所有元素都要大。这意味着我们只需要简单地将非空链表接在合并链表的后面，并返回合并链表即可。
解题
Python：
class Solution:
def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
prehead = ListNode(-1)
prev = prehead
while l1 and l2:
if l1.val <= l2.val:
prev.next = l1
l1 = l1.next
else:
prev.next = l2
l2 = l2.next
prev = prev.next
# 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完，我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
prev.next = l1 if l1 is not None else l2
return prehead.nextJava：
class Solution {
public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode prehead = new ListNode(-1);
ListNode prev = prehead;
while (l1 != null && l2 != null) {
if (l1.val <= l2.val) {
prev.next = l1;
l1 = l1.next;
} else {
prev.next = l2;
l2 = l2.next;
}
prev = prev.next;
}
// 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完，我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
prev.next = l1 == null ? l2 : l1;
return prehead.next;
}
}
剑指 Offer 52. 两个链表的第一个公共节点
题目
剑指 Offer 52. 两个链表的第一个公共节点 难度：easy
输入两个链表，找出它们的第一个公共节点。
如下面的两个链表：
在节点 c1 开始相交。
示例 1：
输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Reference of the node with value = 8
输入解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。示例 2：
输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Reference of the node with value = 2
输入解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。注意：
- 如果两个链表没有交点，返回
null. - 在返回结果后，两个链表仍须保持原有的结构。
- 可假定整个链表结构中没有循环。
- 程序尽量满足 O(n) 时间复杂度，且仅用 O(1) 内存。
方法一：哈希集合
思路
判断两个链表是否相交，可以使用哈希集合存储链表节点。
首先遍历链表 $\textit{headA}$，并将链表 $\textit{headA}$ 中的每个节点加入哈希集合中。然后遍历链表 $\textit{headB}$，对于遍历到的每个节点，判断该节点是否在哈希集合中：
- 如果当前节点不在哈希集合中，则继续遍历下一个节点；
- 如果当前节点在哈希集合中，则后面的节点都在哈希集合中，即从当前节点开始的所有节点都是两个链表的公共节点，因此在链表 $\textit{headB}$ 中遍历到的第一个在哈希集合中的节点就是两个链表的第一个公共节点，返回该节点。
如果链表 $\textit{headB}$ 中的所有节点都不在哈希集合中，则两个链表不相交，返回 $\text{null}$。
解题
Python：
class Solution:
def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
A, B = headA, headB
while A != B:
A = A.next if A else headB
B = B.next if B else headA
return AJava：
public class Solution {
public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
Set<ListNode> visited = new HashSet<ListNode>();
ListNode temp = headA;
while (temp != null) {
visited.add(temp);
temp = temp.next;
}
temp = headB;
while (temp != null) {
if (visited.contains(temp)) {
return temp;
}
temp = temp.next;
}
return null;
}
}
后记
📝 上篇精讲： 【算法题解】 Day26 双指针
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