剑指offer——合并链表

1. 问题描述

输入两个单调递增的链表，输出两个链表合成后的链表，当然我们需要合成后的链表满足单调不减规则。

2. 解决方法

合并链表应该是数据结构里最经典的一道题目。两个链表合并，当然是要一次对比两个链表开头谁更小，谁就当做新的头，然后依次类推下去。

2.1 level1

还记得当时不是用递归写的，一点一点合并的。现在知道怎么用递归了，就用递归写一个吧。代码看起来是真的挺简洁的。

public static ListNode Merge2(ListNode list1,ListNode list2) {
if(list1==null){
return list2;
}
if(list2==null){
return list1;
}
//如果list1比2小于等于
if(list1.val<=list2.val){
list1.next=Merge2(list1.next, list2);
return list1;
}
else{
list2.next=Merge2(list1, list2.next);
return list2;
}
}

2.2 level2

这时候可能会出现这样一个问题，这时候每次合并都是一个一个合并，一个一个递归，可不可以批量递归呢？比如如果遇到这样的两个链表：

A={1,2,3,8,9,10},B={4,5,6,7,11,12,13}。

于是我们要做进一步改进，算法如下所示：

public static ListNode Merge3(ListNode list1,ListNode list2) {
if(list1==null){
return list2;
}
if(list2==null){
return list1;
}
if(list1.val<=list2.val){
ListNode temp=list1;
ListNode pre=null;
//如果list1比2小于等于
while(temp.val<=list2.val){
//如果是最后一个
if(temp.next==null){
temp.next=list2;
return list1;
}
//否则记录上一个结点。
pre=temp;
temp=temp.next;
}
pre.next=Merge3(temp, list2);
return list1;
}
else{
ListNode temp=list2;
ListNode pre=null;
//如果list2比1小于等于
while(temp.val<=list1.val){
//如果是最后一个
if(temp.next==null){
temp.next=list1;
return list2;
}
//否则记录上一个结点。
pre=temp;
temp=temp.next;
}
pre.next=Merge3(temp, list1);
return list2;
}
}

2.3 level3

但是这样对于小数据量的还好说，对于大数据量的链表来讲，递归就是噩梦啊。因此还是要写非递归的程序。如下所示：

public static ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) {
if (list1 ==null)
return list2;
if (list2 ==null)
return list1;
ListNode head = null;
ListNode tmp= null;
if (list1.val < list2.val)
{
head = list1;
list1 = list1.next;
}
else
{
head = list2;
list2 = list2.next;
}
tmp = head;
//都没剩的话
while (list1 != null && list2 != null)
{
if (list1.val < list2.val)
{
tmp.next = list1;
list1 = list1.next;
tmp = tmp.next;
}
else
{
tmp.next = list2;
list2 = list2.next;
tmp = tmp.next;
}
}
//如果还有剩的
while (list1 != null || list2 != null)
{
if (list1 ==null && list2 != null)
{
tmp.next = list2;
list2 = list2.next;
tmp = tmp.next;
}
if (list2 ==null && list1 != null)
{
tmp.next = list1;
list1 = list1.next;
tmp = tmp.next;
}
}
return head;
}

事实证明，在极端情况下，level2可以比level1和level3快上一个数量级。但是，level1和level2的递归在长链表中，容易出现StackOverFlow的情况。因此非递归的手段也应该掌握。

3. 一点思考

同样的问题，我们有时候喜欢递归的，有时候喜欢非递归的。这完全取决于问题的具体情况。就编码人员而言，当然更喜欢递归的，因为这样代码逻辑清晰。但是这并不是简化了程序，只是简化了程序员这面的工作，对于编译器来讲，将是沉重的负担。因此也应当平衡一下两方面的工作量，这样才能达到效率最高。