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c++中如何合并两个有序链表_c++有序链表合并算法实现

尼克

尼克

发布时间:2026-01-05 18:31:43

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来源于php中文网

原创

合并升序单链表常规用双指针遍历取较小节点接入新链表,时间O(m+n)、空间O(1),需用dummy节点统一入口并正确处理剩余链表;递归写法简洁但有栈溢出风险,须首行判空;降序只需改比较符;std::list须用merge()且要求已排序。

c++中如何合并两个有序链表_c++有序链表合并算法实现

合并两个升序单链表的常规写法

直接用双指针遍历两个链表,每次取较小节点接入新链表尾部,时间复杂度 O(m + n),空间复杂度 O(1)(不计返回链表)。关键在于处理好头节点和边界条件。

常见错误:忘记初始化 dummy 节点、漏判某链表提前走完、误用 == 比较指针值而非节点值。

  • 必须用 ListNode* dummy = new ListNode(0) 统一入口,避免空链表特判
  • 循环条件是 l1 != nullptr && l2 != nullptr,不是 l1->nextval 判空
  • 循环结束后,需手动接上非空剩余链表:cur->next = l1 ? l1 : l2
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
    ListNode dummy(0);
    ListNode* cur = &dummy;
    while (l1 && l2) {
        if (l1->val <= l2->val) {
            cur->next = l1;
            l1 = l1->next;
        } else {
            cur->next = l2;
            l2 = l2->next;
        }
        cur = cur->next;
    }
    cur->next = l1 ? l1 : l2;
    return dummy.next;
}

递归实现要注意深度和空指针访问

递归写法简洁但隐含风险:当链表长度超千级时可能触发栈溢出;且必须在首行检查 nullptr,否则 l1->val 会崩溃。

适用场景:教学演示、链表极短、或明确限制了最大长度(如 LeetCode 默认安全)。

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  • 递归终止条件只能是 l1 == nullptrl2 == nullptr,不能只写一个
  • 递归调用前必须确保 l1l2 都非空,否则 l1->next 可能非法
  • 返回的是“当前最小节点”,不是新分配节点,所以无需 new
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
    if (!l1) return l2;
    if (!l2) return l1;
    if (l1->val <= l2->val) {
        l1->next = mergeTwoLists(l1->next, l2);
        return l1;
    } else {
        l2->next = mergeTwoLists(l1, l2->next);
        return l2;
    }
}

合并降序链表只需改比较符号

算法结构完全一致,唯一区别是把 改成 >=。但要注意:如果输入链表方向不一致(一个升序一个降序),不能直接套用,必须先统一方向或改逻辑。

容易被忽略的点:有些题目要求“稳定合并”,即相同值时优先保留第一个链表的节点——此时需用 而非 ,否则会破坏稳定性。

  • 升序合并用 l1->val val
  • 降序合并用 l1->val >= l2->val
  • 若要求稳定,一律用 >=,禁用 / >

使用 std::list 时不能直接复用指针逻辑

std::list 是双向链表容器,不暴露内部节点指针,也不允许你手动拼接 next 字段。想合并两个 std::list,得用成员函数 merge(),且要求两者都已排序。

错误做法:试图取 ::begin() 去做指针操作;或自行遍历插入——这会退化为 O(n²)

  • 调用前必须确保两个 std::list 都已按同一规则排序(如都升序)
  • list1.merge(list2) 后,list2 变为空,所有节点移入 list1
  • 若原始数据无序,先用 sort(),再 merge()
std::list a = {1, 3, 5};
std::list b = {2, 4, 6};
a.merge(b); // a 变为 {1,2,3,4,5,6},b 为空

实际写的时候,最常卡住的地方不是逻辑,而是空指针解引用和头节点管理——哪怕看懂了算法,少写一行 cur = cur->next 或错判一次 l1 是否为空,结果就全乱。

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