daily leetcode - add-two-numbers - !
题目地址
https://leetcode.com/problems/add-two-numbers/
题目描述
You are given two non-empty linked lists representing two non-negative integers. The digits are stored in reverse order and each of their nodes contain a single digit. Add the two numbers and return it as a linked list.
You may assume the two numbers do not contain any leading zero, except the number 0 itself.
Example:
Input: (2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
Output: 7 -> 0 -> 8
Explanation: 342 + 465 = 807.
思路
这道并不是什么难题，算法很简单，链表的数据类型也不难，就是建立一个新链表，然后把输入的两个链表从头往后撸，每两个相加，添加一个新节点到新链表后面。为了避免两个输入链表同时为空，我们建立一个 dummy 结点，将两个结点相加生成的新结点按顺序加到 dummy 结点之后，由于 dummy 结点本身不能变，所以用一个指针 cur 来指向新链表的最后一个结点。好，可以开始让两个链表相加了，这道题好就好在最低位在链表的开头，所以可以在遍历链表的同时按从低到高的顺序直接相加。while 循环的条件两个链表中只要有一个不为空行，由于链表可能为空，所以在取当前结点值的时候，先判断一下，若为空则取0，否则取结点值。然后把两个结点值相加，同时还要加上进位 carry。然后更新 carry，直接 sum/10 即可，然后以 sum%10 为值建立一个新结点，连到 cur 后面，然后 cur 移动到下一个结点。之后再更新两个结点，若存在，则指向下一个位置。while 循环退出之后，最高位的进位问题要最后特殊处理一下，若 carry 为1，则再建一个值为1的结点。
思路2
设立一个表示进位的变量carried，建立一个新链表，
把输入的两个链表从头往后同时处理，每两个相加，将结果加上carried后的值作为一个新节点到新链表后面。
(图片来自： https://github.com/MisterBooo/LeetCodeAnimation)
关键点解析
-
链表这种数据结构的特点和使用
-
用一个carried变量来实现进位的功能，每次相加之后计算carried，并用于下一位的计算
代码
C++ 解法：
class Solution {
public:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode *dummy = new ListNode(-1), *cur = dummy;
int carry = 0;
while (l1 || l2) {
int val1 = l1 ? l1->val : 0;
int val2 = l2 ? l2->val : 0;
int sum = val1 + val2 + carry;
carry = sum / 10;
cur->next = new ListNode(sum % 10);
cur = cur->next;
if (l1) l1 = l1->next;
if (l2) l2 = l2->next;
}
if (carry) cur->next = new ListNode(1);
return dummy->next;
}
};
Java 解法：
public class Solution {
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode dummy = new ListNode(-1);
ListNode cur = dummy;
int carry = 0;
while (l1 != null || l2 != null) {
int d1 = l1 == null ? 0 : l1.val;
int d2 = l2 == null ? 0 : l2.val;
int sum = d1 + d2 + carry;
carry = sum >= 10 ? 1 : 0;
cur.next = new ListNode(sum % 10);
cur = cur.next;
if (l1 != null) l1 = l1.next;
if (l2 != null) l2 = l2.next;
}
if (carry == 1) cur.next = new ListNode(1);
return dummy.next;
}
}
代码2
- 语言支持：JS，C++
JavaScript:
/**
* Definition for singly-linked list.
* function ListNode(val) {
* this.val = val;
* this.next = null;
* }
*/
/**
* @param {ListNode} l1
* @param {ListNode} l2
* @return {ListNode}
*/
var addTwoNumbers = function(l1, l2) {
if (l1 === null || l2 === null) return null
// 使用dummyHead可以简化对链表的处理，dummyHead.next指向新链表
let dummyHead = new ListNode(0)
let cur1 = l1
let cur2 = l2
let cur = dummyHead // cur用于计算新链表
let carry = 0 // 进位标志
while (cur1 !== null || cur2 !== null) {
let val1 = cur1 !== null ? cur1.val : 0
let val2 = cur2 !== null ? cur2.val : 0
let sum = val1 + val2 + carry
let newNode = new ListNode(sum % 10) // sum%10取模结果范围为0~9，即为当前节点的值
carry = sum >= 10 ? 1 : 0 // sum>=10，carry=1，表示有进位
cur.next = newNode
cur = cur.next
if (cur1 !== null) {
cur1 = cur1.next
}
if (cur2 !== null) {
cur2 = cur2.next
}
}
if (carry > 0) {
// 如果最后还有进位，新加一个节点
cur.next = new ListNode(carry)
}
return dummyHead.next
};
C++
C++代码与上面的JavaScript代码略有不同：将carry是否为0的判断放到了while循环中
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode* ret = nullptr;
ListNode* cur = nullptr;
int carry = 0;
while (l1 != nullptr || l2 != nullptr || carry != 0) {
carry += (l1 == nullptr ? 0 : l1->val) + (l2 == nullptr ? 0 : l2->val);
auto temp = new ListNode(carry % 10);
carry /= 10;
if (ret == nullptr) {
ret = temp;
cur = ret;
}
else {
cur->next = temp;
cur = cur->next;
}
l1 = l1 == nullptr ? nullptr : l1->next;
l2 = l2 == nullptr ? nullptr : l2->next;
}
return ret;
}
};
拓展
通过单链表的定义可以得知，单链表也是递归结构，因此，也可以使用递归的方式来进行reverse操作。
由于单链表是线性的，使用递归方式将导致栈的使用也是线性的，当链表长度达到一定程度时，递归会导致爆栈，因此，现实中并不推荐使用递归方式来操作链表。
描述
- 将两个链表的第一个节点值相加，结果转为0-10之间的个位数，并设置进位信息
- 将两个链表第一个节点以后的链表做带进位的递归相加
- 将第一步得到的头节点的next指向第二步返回的链表
C++实现
// 普通递归
class Solution {
public:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
return addTwoNumbers(l1, l2, 0);
}
private:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2, int carry) {
if (l1 == nullptr && l2 == nullptr && carry == 0) return nullptr;
carry += (l1 == nullptr ? 0 : l1->val) + (l2 == nullptr ? 0 : l2->val);
auto ret = new ListNode(carry % 10);
ret->next = addTwoNumbers(l1 == nullptr ? l1 : l1->next,
l2 == nullptr ? l2 : l2->next,
carry / 10);
return ret;
}
};
// （类似）尾递归
class Solution {
public:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode* head = nullptr;
addTwoNumbers(head, nullptr, l1, l2, 0);
return head;
}
private:
void addTwoNumbers(ListNode*& head, ListNode* cur, ListNode* l1, ListNode* l2, int carry) {
if (l1 == nullptr && l2 == nullptr && carry == 0) return;
carry += (l1 == nullptr ? 0 : l1->val) + (l2 == nullptr ? 0 : l2->val);
auto temp = new ListNode(carry % 10);
if (cur == nullptr) {
head = temp;
cur = head;
} else {
cur->next = temp;
cur = cur->next;
}
addTwoNumbers(head, cur, l1 == nullptr ? l1 : l1->next, l2 == nullptr ? l2 : l2->next, carry / 10);
}
};
本文参考自：
https://github.com/grandyang/leetcode/ &
https://github.com/azl397985856/leetcode
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