4 合并两个排序的链表

0 引言

题目描述：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结点仍然是按照递增排序的。链表结点定义如下。

struct ListNode
{
  int val;
  ListNode* next;    
}

1 抽象问题具体化

举例1：
链表1：1->3->5->7
链表1：2->4->6->8
合并链表：1->2->3->4->5->6->7->8

举例2：
链表1：NULL
链表2：1->2->3->4
合并链表：1->2->3->4

举例3：
链表1：NULL
链表2：NULL
合并链表：NULL

2 具体问题抽象化

（1）定义接口：

ListNode* Merge(ListNode* p, ListNode* q);

（2）操作流程

1）输入两个链表，并定义合并链表头结点，保留当前比较小的链表头结点作为返回结点，合并链表的尾节点指向较小的结点

2）开始循环操作：定义循环结束条件，某个链表活动结点指向了NULL，此时跳出循环，而且合并链表尾节点将等于另一个链表活动结点。

3）循环中的操作：当前活动结点等于两个活动结点中的一个，判断两个活动结点哪个小（或者等于），合并结点尾指针指向大的那个结点，并将另一个结点向前移动一个位置。

4）返回合并链表头结点

（3）流程图

 3 demo

    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2)
    {
        if(pHead1 == NULL)
            return pHead2;
        if(pHead2 == NULL)
            return pHead1;
        ListNode* r = NULL;
        if(pHead1->val <= pHead2->val)
            r = pHead1;        
        else
            r = pHead2;            
        ListNode* tail = r;  // 合并链表活动尾节点
        while(!(pHead1 == NULL || pHead2 == NULL)){
            ListNode* next;
            if(pHead1->val <= pHead2->val){
                next = pHead1->next;
                tail->next = pHead2;
                pHead1 = next;
                tail = tail -> next;
            }
            else{
                next = pHead2->next;
                tail->next = pHead1;
                pHead2 = next;
                tail = tail -> next;
            }    
        }
        return r;
　　}

4 代码优化

（1）分析：上述代码中合并列表的尾结点tail与两个活动结点中的一个相等，导致在延长合并链表时（tail->next = pHead2），出现了断裂，不得不保存next，增加了内存开支。可以通过优化代码避免这一点。写法如下。

ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2){       
     if(pHead1 == NULL)
            return pHead2;
        if(pHead2 == NULL)
            return pHead1;
        ListNode* r = NULL;
        if(pHead1->val <= pHead2->val){
            r = pHead1;
            pHead1 = pHead1->next; // 改动1
        }                    
        else{
            r = pHead2;
            pHead2 = pHead2->next;  // 改动2
        }                        
        ListNode* tail = r;  // 合并链表活动尾节点
        while(!(pHead1 == NULL || pHead2 == NULL)){
　　　　　　　// ListNode* next;  // 改动3
            if(pHead1->val <= pHead2->val){
                tail->next = pHead1;
                pHead1 = pHead1->next;  // 改动4
                tail = tail -> next;
            }
            else{
                tail->next = pHead2;
                pHead2 = pHead2->next;  // 改动5
                tail = tail -> next;
            }                
        }
        tail ->next = pHead1?pHead1:pHead2;  // 改动6
        return r;
}