剑指offer——python【第16题】合并两个有序链表

题目描述

将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。 

示例：

输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4

思路

有两种方法，一个不用递归，另一个用递归

解题

一、不用递归的解法

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, l1, l2):
        """
        :type l1: ListNode
        :type l2: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        if l1 is None and l2 is None:
            return None
        new_list = ListNode(0)
        pre = new_list
        while l1 is not None and l2 is not None:
            if l1.val < l2.val:
                pre.next = l1
                l1 = l1.next
            else:
                pre.next = l2
                l2 = l2.next
            pre = pre.next
        if l1 is not None:
            pre.next = l1
        else:
            pre.next = l2
        return new_list.next

首先，因为之前不是很懂python里链表这种表示方法，经过一些代码实操，现在明白了，在第一个ListNode这种类表示方法里，如果只有__init__这个定义函数，那这个类的实例化对象只能表示一个节点，它虽然具有初始节点值，也有.next这个定义，但没有接下来其他类函数去定义节点关系，那它就只能表示一个节点。仔细看下面

head1 = ListNode(2)
n1 = ListNode(3)
n2 = ListNode(4)
n3 = ListNode(9)
head1.next = n1
n1.next = n2
n2.next = n3

head2 = ListNode(3)
m1 = ListNode(5)
m2 = ListNode(7)
m3 = ListNode(8)
head2.next = m1
m1.next = m2
m2.next = m3

while head1:
    print(head1.val)
    head1 = head1.next
while head2:
    print(head2.val)
    head2 = head2.next

#2
3
4
9
3
5
7
8

第一段代码其实定义了两个有序链表，分别是2-->3-->4-->9和3-->5-->7-->8，因为ListNode类的实例化对象只是节点，所以上面所做的就是把分别定义四个节点，然后通过python里面的这种"="赋值方法把节点依次传递下去，比如head1的下一个节点是n1，这样就把两个链表造好了（当然在完整的单链表构造中，有append、insert、pop、appendleft等方法）

我们再回到解法里面，l1和l2其实是两个链表的头节点，当他们都不存在的时候，那就直接返回None了，没毛病；然后，

new_list = ListNode(0)这个意思是构造一个初始节点，也就是新链表的初始节点，其实可以把new_list理解为根节点；接着下一步是pre = new_list，这一步很关键，因为如果不赋值的话，让new_list自身去不断next传递节点关系，
那根节点就找不到了，所以需要先把new_list保存，接着进行一个while循环，条件是l1和l2这两个节点都不能为空，也就是说在两个链表长度范围之内遍历，当l1（初始是链表1的头节点）的值小于l2的值，那就把pre的指向l1，其实也就是new_list
指向了l1，下面的步骤应该不难理解了；最后循环结束了，肯定是其中有一个链表被遍历完了，也就是l1或者l2传递到了这两个链表的尾节点，没法再next下去了。
跳出循环，此时来到了接下来的if l1 is not None:这个判断条件，我们假设遍历完以后，l1所在的链表1还有剩余的几个节点，l2所在的链表2已经遍历完了，那么pre.next = l1这个意思就是把pre引向l1之后的那几个节点，也就是把新链表跟剩下
的链表连接起来
最后return的是new_list.next，因为new_list是根节点，new_list.next才是头节点!
二、用递归的解法

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, l1, l2):
        """
        :type l1: ListNode
        :type l2: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        if not l1:
            return l2
        if not l2:
            return l1
        if l1.val <= l2.val:
            ret = l1
            ret.next = self.mergeTwoLists(l1.next, l2)
        else:
            ret = l2
            ret.next = self.mergeTwoLists(l1, l2.next)
        return ret