利用Python实现两个链表合并为一个有序链表

对于开发工程师来说，实现两个链表合并为一个有序链表是必须掌握的技能之一。Python语言在链表处理上非常便利，本文将从多个方面详细阐述如何利用Python实现两个链表合并为一个有序链表。

一、链表基础知识

链表是一种常用的数据结构，由一系列节点组成。每个节点由数据和指向下一个节点的指针组成，最后一个节点的指针指向NULL。链表分为单向链表和双向链表。

单向链表的每个节点只有一个指向下一个节点的指针，从头节点往后遍历；而双向链表的每个节点有两个指针，一个指向前一个节点，一个指向后一个节点，可以双向遍历。

二、合并两个链表基本思路

假设有两个单调不降链表，将它们合并为一个单调不降链表。

比较两个链表的头结点，将较小值的结点加入到新链表中，并将该结点从原链表头结点剥离。之后再与另一个链表的头结点进行比较，以此类推，直到其中一个链表为空，则将另一个链表的所有结点直接加入新链表中，最后得到一个有序链表。

三、实现代码

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

class Solution:
    def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
        head = ListNode(0)  # 定义一个哑节点
        pre = head

        while l1 and l2:
            if l1.val < l2.val:
                pre.next = l1
                l1 = l1.next
            else:
                pre.next = l2
                l2 = l2.next
            pre = pre.next  # 保留新链表的尾部

        pre.next = l1 if l1 else l2  # 处理剩余节点

        return head.next

四、测试样例

对代码进行测试是不可缺少的环节，下面给出两个链表测试样例。

样例1：

l1 = ListNode(1)
l1.next = ListNode(2)
l1.next.next = ListNode(4)

l2 = ListNode(1)
l2.next = ListNode(3)
l2.next.next = ListNode(4)

s = Solution()
res = s.mergeTwoLists(l1, l2)

while res:
    print(res.val, end=' ')
    res = res.next

输出结果为：1 1 2 3 4 4

样例2：

l1 = ListNode(-9)
l1.next = ListNode(3)

l2 = ListNode(5)
l2.next = ListNode(7)

s = Solution()
res = s.mergeTwoLists(l1, l2)

while res:
    print(res.val, end=' ')
    res = res.next

输出结果为：-9 3 5 7

五、总结

本文详细介绍了如何利用Python实现两个链表合并为一个有序链表。通过对链表基础知识和合并思路的讲解，读者可以更好地理解代码实现。

值得注意的是，在进行链表操作时，一定要小心指针的使用，防止出现死循环或者空指针异常情况。