有序单链表合并算法全解析：设计、实现与复杂度分析

(1) 算法的基本设计思想： 我们可以使用归并排序中的合并步骤来解决这个问题。具体步骤如下： 1. 初始化一个哑节点（dummy node），它的下一个节点指向NULL，这样可以简化边界条件的处理。 2. 比较两个链表的头节点，选择较小的节点作为当前节点，并将其从原链表中移除。 3. 将选择的节点连接到哑节点的后面。 4. 重复步骤2和3，直到两个链表中有一个为空。 5. 将非空链表的剩余部分连接到当前链表的末尾。 6. 返回哑节点的下一个节点，即合并后的链表的头节点。 (2) 算法的C语言描述： ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct ListNode { int val; struct ListNode *next; }; struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) { struct ListNode dummy; struct ListNode* current = &dummy; dummy.next = NULL; while (l1 != NULL && l2 != NULL) { if (l1->val <= l2->val) { current->next = l1; l1 = l1->next; } else { current->next = l2; l2 = l2->next; } current = current->next; } // 将剩余的链表连接到当前链表的末尾 if (l1 == NULL) { current->next = l2; } else { current->next = l1; } return dummy.next; } ``` (3) 时间复杂度和空间复杂度分析： 时间复杂度：由于我们需要遍历两个链表的所有节点，所以时间复杂度为O(n + m)，其中n和m分别为两个链表的长度。 空间复杂度：我们只使用了常数个额外变量，所以空间复杂度为O(1)。