(LeetCodeHot100)2. 两数相加——add-two-numbers

2. 两数相加——add-two-numbers

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。

示例 1:

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输入:l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出:[7,0,8]
解释:342 + 465 = 807.

示例 2:

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输入:l1 = [0], l2 = [0]
输出:[0]

示例 3:

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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]

提示:

  • 每个链表中的节点数在范围 [1, 100]
  • 0 <= Node.val <= 9
  • 题目数据保证列表表示的数字不含前导零

我的超出内容限制代码

不把链表转成整数计算

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class Solution {
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
int num1 = 0, num2 = 0;
int flag = 1;

// 将链表里面的两个数字存入整数中
while (l1 != null) {
num1 += l1.val * flag;
flag *= 10;
l1 = l1.next;
}
flag = 1;
while (l2 != null) {
num2 += l2.val * flag;
flag *= 10;
l2 = l2.next;
}

// 将两数相加
int addNum = num1 + num2;
ListNode ret = new ListNode();

// 定义引用,便于尾插
ListNode rail = null;
while (addNum != 0) {
int temp = addNum % 10;
if (ret.next == null) {
ret.next = new ListNode(temp, null);
rail = ret.next;
} else {
ListNode node = new ListNode(temp, null);
rail.next = node;
rail = node;
}
}
return ret;
}
}

而是逐位相加 + 进位处理,直接构建结果链表(契合链表逆序存储的特点):

  1. 用指针遍历两个链表,逐位取 val。
  2. 计算当前位和 + 进位,取个位作为新节点 val。
  3. 更新进位(和 //10),继续遍历直到两个链表都结束且进位为 0。

方法:模拟

思路与算法

由于输入的两个链表都是逆序存储数字的位数的,因此两个链表中同一位置的数字可以直接相加。

我们同时遍历两个链表,逐位计算它们的和,并与当前位置的进位值相加。具体而言,如果当前两个链表处相应位置的数字为 n1,n2,进位值为 carry,则它们的和为 n1+n2+carry;其中,答案链表处相应位置的数字为 (n1+n2+carry)mod10,而新的进位值为 ⌊10n1+n2+carry⌋。

如果两个链表的长度不同,则可以认为长度短的链表的后面有若干个 0 。

此外,如果链表遍历结束后,有 carry>0,还需要在答案链表的后面附加一个节点,节点的值为 carry

代码

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class Solution {
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode head = null, tail = null;
int carry = 0;
while (l1 != null || l2 != null) {
int n1 = l1 != null ? l1.val : 0;
int n2 = l2 != null ? l2.val : 0;
int sum = n1 + n2 + carry;
if (head == null) {
head = tail = new ListNode(sum % 10);
} else {
tail.next = new ListNode(sum % 10);
tail = tail.next;
}
carry = sum / 10;
if (l1 != null) {
l1 = l1.next;
}
if (l2 != null) {
l2 = l2.next;
}
}
if (carry > 0) {
tail.next = new ListNode(carry);
}
return head;
}
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(max(m,n)),其中 mn 分别为两个链表的长度。我们要遍历两个链表的全部位置,而处理每个位置只需要 O(1) 的时间。
  • 空间复杂度:O(1)。注意返回值不计入空间复杂度。