两数相加（medium）

题目描述

• 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。
• 注意点：
  • 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。

举例说明

• 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]

面试解法

• 关键词
  • 预先指针
  • 短链表补零
• 思路
  • 对于链表问题，返回结果为头结点时，通常需要先初始化一个预先指针 pre，该指针的下一个节点指向真正的头结点 head。
  • 使用预先指针的目的在于链表初始化时无可用节点值，而且链表构造过程需要指针移动，进而会导致头指针丢失，无法返回结果。
  • 将两个链表看成是相同长度的进行遍历，如果一个链表较短则在前面补 0，比如 987 + 23 = 987 + 023 = 1010；
  • 每一位计算的同时需要考虑上一位的进位问题，而当前位计算结束后同样需要更新进位值；
  • 如果两个链表全部遍历完毕后，进位值为 1，则在新链表最前方添加节点 1。
• 复杂度
  • 时间复杂度：O(max(m,n))，其中 m 和 n 分别为两个链表的长度，因为需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。
• 代码

  class Solution {public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {/** 设立预先指针和遍历指针，初始进位值为 0*/ListNode pre = new ListNode(0);ListNode cur = pre;int carry = 0;while (l1 != null || l2 != null) {/** 在短链表末尾虚拟添加 0，使得两个链表等长*/int value1 = l1 == null ? 0 : l1.val;int value2 = l2 == null ? 0 : l2.val;int sum = value1 + value2 + carry;/** 更新进位值并将遍历指针后移*/carry = sum / 10;sum %= 10;cur.next = new ListNode(sum);cur = cur.next;/** 将链表指针后移*/if (l1 != null) {l1 = l1.next;}if (l2 != null) {l2 = l2.next;}}/** 处理最后产生进位的问题 */if (carry == 1) {cur.next = new ListNode(1);}return pre.next;}
  }