Leetcode 02: 两数相加(中等)

Posted 2023-01-06 Dream_it_possible！

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一、题目描述

二、思路一

三、思路二

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leetCode连接：https://leetcode-cn.com/problems/add-two-numbers

一、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。

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]

二、思路一

1) 采用递归思想求解。

2) 维护一个主链表，我在此题中用的是l1作为主链表，将求得的和放在该链表上。

3) 考虑进位，如果2数和大于10或者是/10 大于0，就算进位，进位的话需要将当前的值-10，然后将一次递归的节点+1。

4) 同步链表的长度，保持两个链表的长度一致，因为两个链表的长度可能会不等，那么递归的复杂度就上升。

5) 递归的出口。 递归的出口是在两个链表都遍历到null时，进行退出，每次递归时传的是l1.next和l2.next, 然后将l1的结果返回赋值给l1.next, 递归结束后，得到的l1即为result。

package leetcode100;

/**
 * @Desc:
 * @Author: bingbing
 * @Date: 2022/4/23 0023 16:04
 * https://leetcode-cn.com/problems/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。
 * <p>
 * 请你将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。
 * <p>
 * 你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0开头。
 * <p>
 * 输入：l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
 * 输出：[7,0,8]
 * 解释：342 + 465 = 807.
 * 示例 2：
 * <p>
 * 输入：l1 = [0], l2 = [0]
 * 输出：[0]
 * 示例 3：
 * <p>
 * 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]
 *  
 * <p>
 * 提示：
 * <p>
 * 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
 *
 * <p>
 * <p>
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/add-two-numbers
 * 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。
 */

public class ListNodeSumAdd02 

    static class ListNode 

        ListNode next;

        Object val;

        public ListNode(Object val, ListNode next) 
            this.next = next;
            this.val = val;
        

        public ListNode(Object val) 
            this.val = val;
        

        @Override
        public String toString() 
            // 遍历链表
            return this.val + "->" + (this.next == null ? "NULL" : this.next.toString());
        
    


    public static ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) 
        // 以 l1 链表为主链表
        if (l1 == null && l2 == null) 
            return null;
        
        if (l1 == null) 
            l1 = new ListNode(0, null);
        
        if (l2 == null) 
            l2 = new ListNode(0, null);
        

        int l1Value = (int) l1.val;
        int l2Value = (int) l2.val;
        int sum = l1Value + l2Value;
        int targetValue;
        boolean carry = false;
        if (sum >= 10) 
            targetValue = sum - 10;
            carry = true;
         else 
            targetValue = sum;
        
        l1.val = targetValue;
        ListNode result;
        if (carry) 
            // 如果进位了，那么就l1.next+1进行递归
            if (l1.next == null) 
                l1.next = new ListNode(0, null);
            
            l1.next.val = (int) l1.next.val + 1;
            result = addTwoNumbers(l1.next, l2.next);  
            if (result == null) 
                result = new ListNode(1, null);
            
            l1.next = result;
         else 
            l1.next = addTwoNumbers(l1.next, l2.next);
        

        return l1;
    

    public static void main(String[] args) 
        //l1 = [0,7,5,3,4], l2 = [7,3,4,null]   输出结果:7->0->0->->4->4->null
//        ListNode l1 = new ListNode(new ListNode(new ListNode(new ListNode(new ListNode(null, 4), 3), 5), 7), 0);
//        ListNode l2 = new ListNode(new ListNode(new ListNode(null, 4), 3), 7);


        //9 9 9 9 9
        //9 9 9
        //8 9 9 0 0 1 null
        ListNode l2 = new ListNode(5, new ListNode(6, new ListNode(4, new ListNode(9, null))));
        ListNode l1 = new ListNode(2, new ListNode(4, new ListNode(9, null)));

        ListNode result = addTwoNumbers(l1, l2);
        System.out.println(result);
    

打印结果：

将方法贴到leetcode里，执行 :

时间和空间复杂度都为0(n)。

三、思路二

        用一个新链表去记录每次计算的值，每次两个链表中的节点相加时，判断是否产生进位，如果产生进位，下次计算结果需要+1。

package leetcode100;


/**
 * @decription:
 * @author: zhengbing.zhang
 * @date: 2021/7/20 15:49
 * l1: 4->2->1
 * l2: 6->3->7
 */
public class SumOfTwoLinkedList01 


    static class ListNode 


        ListNode next;

        int val;

        public ListNode(ListNode next, int val) 
            this.next = next;
            this.val = val;
        

        public ListNode(int val) 
            this.val = val;
        


        @Override
        public String toString() 
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append(val);
            while (next != null) 
                sb.append("->");
                sb.append(next.val);
                next = next.next;
            
            return sb.toString();
        

    

    /**
     * 相加两链表
     * 1) 将链表相加的结果放入到新链表中。
     * 2) 怎么获取当前位的值。
     * 因为是满10进位，那么可以使用 (carry+x+y)%10
     * 3) 怎么判断进位?
     * 可以使用 (carry+x+y)/10 来判断进位，当(x+y)/10=0时，表示没有进位，(x+y)/10=1时，表示产生了进位。
     *
     * @param l1
     * @param l2
     * @return
     */
    public static ListNode addTwoListNodes(ListNode l1, ListNode l2) 
        if (l1 == null) 
            return l2;
        
        if (l2 == null) 
            return l1;
        
        ListNode dumpHead = new ListNode(0);
        ListNode curr = dumpHead;
        // 默认没有进位
        int carry = 0;
        while (l1 != null || l2 != null) 
            int x = l1 == null ? 0 : l1.val;
            int y = l2 == null ? 0 : l2.val;
            // 总和需要加上进位的
            int sum = carry + x + y;
            carry = sum / 10;
            curr.next = new ListNode(sum % 10);
            curr = curr.next;
            if (l1 != null) 
                l1 = l1.next;
            
            if (l2 != null) 
                l2 = l2.next;
            
        
        if (carry > 0) 
            curr.next = new ListNode(carry);
        

        return dumpHead.next;
    

    public static void main(String[] args) 
        ListNode tail01 = new ListNode(null, 1);
        ListNode node01 = new ListNode(tail01, 2);
        ListNode l1 = new ListNode(node01, 4);

        ListNode tail02 = new ListNode(null, 8);
        ListNode node02 = new ListNode(tail02, 7);
        ListNode l2 = new ListNode(node02, 6);
        ListNode result = addTwoListNodes(l1, l2);
        System.out.println(result);

    

提交结果:

时间复杂度为: o(N), 空间复杂度为o(N)。