2. 两数相加

作者: hopi | 来源:发表于2020-12-31 10:30 被阅读0次

    问题描述:

    给你两个非空的链表,表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的,并且每个节点只能存储一位数字。
    请你将两个数相加,并以相同形式返回一个表示和的链表。
    你可以假设除了数字 0 之外,这两个数都不会以 0 开头。

    题目难度:中等
    来源:力扣(LeetCode)
    原题连接


    示例

    # 示例 1:
      输入:(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
      输出:7 -> 0 -> 8
      原因:342 + 465 = 807
    
    示例 1 图片
    # 示例 2:
    输入:l1 = [0], l2 = [0]
    输出:[0]
    
    # 示例 3:
    输入:l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
    输出:[8,9,9,9,0,0,0,1]
    

    题解

    1. 思路

    本题的关键是指针,想清楚如何通过指针的移动完成两数求和。

    2. 图解

    第一步
    L1, L2为传入的两个链表,由于采用逆序存储。可以直接遍历链表求和。
    dummyHead:虚拟头节点,返回最终结果时使用
    last:尾节点
    carry:进位标识符


    初始化

    第二步

    1. 取出L1, L2的值(当前指向第一个节点,值分别是 2 和 5 ),并将L1, L2 指向下一个节点(移动后指向第二个节点,值分别是 4 和 6 )
    2. 第一次相加,2 + 5 + 0 = 7(进位标识默认为 0 )。相加后也无进位标识(carry = 0)。
    3. 创建节点7,将last指针指向7。


      2 + 5

    第三步

    1. 取出L1, L2的值(当前指向第二个节点,值分别是 4 和 6 ),并将L1, L2 指向下一个节点(移动后指向第三个节点,值分别是 3 和 4 )
    2. 上一步操作无进位(carry = 0),4 + 6 + 0 = 10。相加后有进位标识(carry = 1)。
    3. 创建节点 0,将last指针指向 0。


      4 + 6

    第四步

    1. 取出L1, L2的值(当前指向第三个节点,值分别是 3 和 4 ),并将L1, L2 指向下一个节点(移动后指向空)
    2. 上一步操作有进位(carry = 1),3 + 4 + 1 = 8。相加后无进位标识(carry = 0).
    3. 创建节点8,将last指针指向8.


      3 + 4

    第五步

    1. 由于L1, L2指向空,结束循环。
    2. 还需判断最后一位相加是否有进位,有则创建节点 1。
    3. 返回 dummyHead.next。


      判断最后是否有进位并返回结果

    3. 源码

        public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
            if (l1 == null) return l2;
            if (l2 == null) return l1;
    
            // 虚拟链表头节点
            ListNode dummyHead = new ListNode(-1);
            // 链表尾节点
            ListNode last = dummyHead;
            // 进位标识
            int carry = 0;
            while (l1 != null || l2 != null) {
                // 取出 L1的值,并使L1指向下一个节点
                int v1 = 0;
                if (l1 != null) {
                    v1 = l1.val;
                    l1 = l1.next;
                }
                // 取出 L2的值,并使L2指向下一个节点
                int v2 = 0;
                if (l2 != null) {
                    v2 = l2.val;
                    l2 = l2.next;
                }
                // 根据L1, L2, carry(进位)的值求和
                int sum = v1 + v2 + carry ;
                // 设置进位
                carry = sum / 10;
                // 创建新节点
                last.next = new ListNode(sum % 10);
                // 将last指向新创建的节点
                last = last.next;
            }
    
            // 检查最后的进位
            if (carry > 0) {
                last.next = new ListNode(1);
            }
    
            return dummyHead.next;
        }
    

    4. 复杂度分析

    时间复杂度:O(max(m,n)),m, n 表示传入链表的长度。
    空间复杂度:O(max(m,n))

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