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LeetCode——两数相加

乘风 • • IT • 阅读 49

目录

一、两数相加

1、题目

2. 两数相加 – 力扣（Leetcode）

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.

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]

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

2、题目解读

因为题目所给链表节点的范围是[1,100],所以我们无法通过将两个链表转换成两个数再进行计算，然后重新转换成链表，数太大了。

题目说：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。

因此我们就直接进行计算两个链表的值，然后对10进行取模，再进行进位操作。

如下操作：

sum = x + y + carry

carry = sum / 10
sum = sum % 10

还需要注意的是如果最后sum不为0还需要进位，也就是再添加一个节点。

运行条件：链表从头遍历到尾，逐位相加 （1）需要保存进位 （2）需要保存结果
结束时：

  1. 两个链表只要有一个非空就需要往后进行
  2. 如果链表遍历结束，进位不为0，需要把进位项添加在链表后面

3、代码

java：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
   public static ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode pre = new ListNode(0);
        ListNode cur = pre;
        int carry = 0;
        while(l1 != null || l2 != null) {
            int x = l1 == null ? 0 : l1.val;
            int y = l2 == null ? 0 : l2.val;
            int sum = x + y + carry;

            carry = sum / 10;
            sum = sum % 10;
            cur.next = new ListNode(sum);

            cur = cur.next;
            if(l1 != null)
                l1 = l1.next;
            if(l2 != null)
                l2 = l2.next;
        }
        if(carry == 1) {
            cur.next = new ListNode(carry);
        }
        return pre.next;
    }
}

Python

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def addTwoNumbers(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
        # 创建一个结点值为 None 的头结点, dummy 和 p 指向头结点, dummy 用来最后返回, p 用来遍历
        dummy = p = ListNode(None)          
        s = 0               # 初始化进位 s 为 0
        while l1 or l2 or s:
            # 如果 l1 或 l2 存在, 则取l1的值 + l2的值 + s(s初始为0, 如果下面有进位1, 下次加上)
            s += (l1.val if l1 else 0) + (l2.val if l2 else 0)  
            p.next = ListNode(s % 10)       # p.next 指向新链表, 用来创建一个新的链表
            p = p.next                      # p 向后遍历
            s //= 10                        # 有进位情况则取模, eg. s = 18, 18 // 10 = 1
            l1 = l1.next if l1 else None    # 如果l1存在, 则向后遍历, 否则为 None
            l2 = l2.next if l2 else None    # 如果l2存在, 则向后遍历, 否则为 None
        return dummy.next   # 返回 dummy 的下一个节点, 因为 dummy 指向的是空的头结点, 下一个节点才是新建链表的后序节点

二、反转链表

1、题目

206. 反转链表 – 力扣（Leetcode）

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

  • 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
  • -5000 <= Node.val <= 5000

 2、题目解读

链表简单反转

3、代码 

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre=null;
        ListNode cur=head;
        while (cur!=null){
            ListNode tmp=cur.next;
            cur.next=pre;
            pre=cur;
            cur=tmp;
        }
        return pre;
    }
}

Python

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def reverseList(self, head: ListNode) -> ListNode:
        pre = None
        cur = head
        while cur:
            temp = cur.next   # 先把原来cur.next位置存起来
            cur.next = pre
            pre = cur
            cur = temp
        return pre

三、两数相加 II

1、题目

给你两个 非空 链表来代表两个非负整数。数字最高位位于链表开始位置。它们的每个节点只存储一位数字。将这两数相加会返回一个新的链表。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数字都不会以零开头。

示例1：

输入：l1 = [7,2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出：[7,8,0,7]

示例2：

输入：l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出：[8,0,7]

示例3：

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]

提示：

  • 链表的长度范围为 [1, 100]
  • 0 <= node.val <= 9
  • 输入数据保证链表代表的数字无前导 0

2、题目解读

这题拆解开来就是上面两题，先进行链表反转，然后继续两数相加。

或者通过栈来完成链表上面数的保存，然后进行计算。

3、代码

反转链表再进行计算
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
   public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode pre1=null;
        ListNode cur1=l1;
        while (cur1!=null){
            ListNode tmp=cur1.next;
            cur1.next=pre1;
            pre1=cur1;
            cur1=tmp;
        }
        ListNode pre2=null;
        ListNode cur2=l2;
        while (cur2!=null){
            ListNode tmp=cur2.next;
            cur2.next=pre2;
            pre2=cur2;
            cur2=tmp;
        }
        l1=pre1;
        l2=pre2;
        ListNode pre = new ListNode(0);
        ListNode cur = pre;
        int carry = 0;
        while(l1 != null || l2 != null) {
            int x = l1 == null ? 0 : l1.val;
            int y = l2 == null ? 0 : l2.val;
            int sum = x + y + carry;

            carry = sum / 10;
            sum = sum % 10;
            cur.next = new ListNode(sum);

            cur = cur.next;
            if(l1 != null)
                l1 = l1.next;
            if(l2 != null)
                l2 = l2.next;
        }
        if(carry == 1) {
            cur.next = new ListNode(carry);
        }
        
        cur=pre.next;
        pre=null;
        while (cur!=null){
            ListNode tmp=cur.next;
            cur.next=pre;
            pre=cur;
            cur=tmp;
        }
        return pre;
    }
}
借助栈

使用栈区进行存储数字，然后再相加计算。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) { 
        Stack<Integer> stack1 = new Stack<>();
        Stack<Integer> stack2 = new Stack<>();
        while (l1 != null) {
            stack1.push(l1.val);
            l1 = l1.next;
        }
        while (l2 != null) {
            stack2.push(l2.val);
            l2 = l2.next;
        }
        
        int carry = 0;
        ListNode head = null;
        while (!stack1.isEmpty() || !stack2.isEmpty() || carry > 0) {
            int sum = carry;
            sum += stack1.isEmpty()? 0: stack1.pop();
            sum += stack2.isEmpty()? 0: stack2.pop();
            ListNode node = new ListNode(sum % 10);
            node.next = head;
            head = node;
            carry = sum / 10;
        }
        return head;
    }
}

版权声明：本文为博主作者：热爱编程的林兮原创文章，版权归属原作者，如果侵权，请联系我们删除！

原文链接：https://blog.csdn.net/m0_63951142/article/details/131502716

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