LeetCode 2 两数相加

题目描述

链接：https://leetcode.cn/problems/add-two-numbers/?envType=featured-list&envId=2ckc81c?envType=featured-list&envId=2ckc81c

难度：中等

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：

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

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]
1
2

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]
1
2

提示：

• 每个链表中的节点数在范围 [1, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 9
• 题目数据保证列表表示的数字不含前导零
• 数字按照逆序排序的意思就是，头节点是个位数，下一节点是十位数，依次类推。如果相加大于等于10，则需要进位，把位数加到后面的和中
• 两个链表的长度不一定一样

解法

遍历两个链表，然后依次取节点元素相加。如果相加大于等于10，则需要进位，把位数加到后面的和中。

两个链表的长度不一定一样。遍历时，如果短的遍历完了，相加按照0即可。

注意如果链各个链表都加完了，进位还为1，链表还有下一个节点，值为1。

还需要注意的是，在第一次循环时，我们无法往一个空节点的末尾添加节点。这里的技巧是，创建一个哨兵节点（dummy node），当成初始的「空链表」。循环结束后，哨兵节点的下一个节点就是最终要返回的链表头节点。

代码如下：

from typing import Optional


class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next


class Solution:
    def addTwoNumbers(self, l1: Optional[ListNode], l2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        # cur_node是当前链表，dummy_node是哨兵节点
        cur_node = dummy_node = ListNode()
        # carry用来记录上次两数相加进位的数字
        carry = 0
        # 如果两个链表有一个不为空，或者进位的不为0，执行下面的逻辑
        while l1 or l2 or carry != 0:
            # 当前的和为链表两个节点数字相加，再加上上一次进位的数字，注意链表长度可能不一样，如果短的那个没有节点了，就取0即可
            carry = (l1.val if l1 else 0) + (l2.val if l2 else 0) + carry
            # 下一个节点的值，取和对10的余数即可
            cur_node.next = ListNode(carry % 10)
            # 更新当前节点为下一个节点
            cur_node = cur_node.next
            # 新的进位是除以10的商
            carry //= 10

            # 最后遍历参数链表里下一个节点
            l1 = l1.next if l1 else None
            l2 = l2.next if l2 else None

        # 哨兵节点的下一个节点即为结果节点
        return dummy_node.next


# 辅助函数：用来创建链表
def build_link(l : Optional[list]):
    head = current_node = None
    for ele in l:
        if current_node:
            current_node.next = ListNode(ele)
            current_node = current_node.next
        else:
            head = current_node = ListNode(ele)

    return head


# 辅助函数：用来打印链表
def print_node(n : Optional[ListNode]):
    l = []
    while n:
        l.append(n.val)
        n = n.next
    print(l)


if __name__ == "__main__":
    l1 = [9, 9, 9, 9, 9, 9, 9]
    l2 = [9, 9, 9, 9]

    link1 = build_link(l1)
    link2 = build_link(l2)

    res = Solution().addTwoNumbers(link1, link2)
    print_node(res)
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复杂度

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)