21. 合并两个有序链表

​ 将两个升序链表合并为一个新的 升序 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 1：

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出：[1,1,2,3,4,4]

示例 2：

输入：l1 = [], l2 = []
输出：[]

示例 3：

输入：l1 = [], l2 = [0]
输出：[0]

提示：

• 两个链表的节点数目范围是 [0, 50]
• -100 <= Node.val <= 100
• l1 和 l2 均按 非递减顺序 排列

解题思路：递归

​ 合并两个有序链表其实用迭代的方法看起来很直观，但是它同样能够利用递归来解决，以题目给的样例为例，有两个指针 list1 和 list2 分别指向两个有序链表的头节点，我们每次只要找到小的那个节点将其返回，然后剩下的事情交给剩余节点去比较然后进行返回即可。

​ 可以发现对每个节点的操作其实都是一样的，都是比较当前两个节点的大小然后进行返回，所以我们就可以将每个相同的操作抽象出来作为递归函数体，然后我们只需要设计函数头和处理递归出口即可！

​ 下面还是分三步走：

1. 函数头的设计：

   • 因为我们只需要有两个指针 list1 和 list2 来进行比较，最后返回的就是较小的那个节点，又因为题目给的函数头刚刚好就符合要求，所以就直接用题目给的函数即可，如下所示：

     ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2);

2. 函数体的设计：

   • 每次我们返回两个指针中小的那个即可，但是在返回之前，我们需要将当前的节点，假如当前 list1 节点较小，那么我们在返回 list1 之前，需要处理一下 list1->next，让它调用 mergeTwoLists() 继续递归下去，传的参数其中就不再是 list1 了，而是 list1->next，也就是让 list1->next 和 list2 进行比较，以此类推，对于 list2 来说也是同样的操作，如下所示：

     // 比较大小，然后处理list->next交给递归函数继续处理，最后再返回当前节点
     if(list1->val <= list2->val)
     {
         list1->next = mergeTwoLists(list1->next, list2);
         return list1;
     }
     else
     {
         list2->next = mergeTwoLists(list1, list2->next);
         return list2;
     }

3. 递归终止条件：

   • 很明显，当两个链表指针走到空的时候就是递归的终止时候，如果说 list1 走到空了，那么我们可以返回 list2，就算 list2 此时为空也没事；同样，如果 list2 走到空了，此时直接返回 list1 即可！

     // 递归出口条件
             if(list1 == nullptr)
                 return list2;
             if(list2 == nullptr)
                 return list1;

完整代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        // 递归出口条件
        if(list1 == nullptr)
            return list2;
        if(list2 == nullptr)
            return list1;
 
        // 比较大小，然后处理list->next交给递归函数继续处理，最后再返回当前节点
        if(list1->val <= list2->val)
        {
            list1->next = mergeTwoLists(list1->next, list2);
            return list1;
        }
        else
        {
            list2->next = mergeTwoLists(list1, list2->next);
            return list2;
        }
    }
};