ListNode链表结构超详细解析，LeetCode题解

Posted 2022-01-28 甜_tian

LeetCode第二题两数之和中，用到了ListNode这么一个结构。记录下解题思路和步骤。

ListNode结构：

ListNode是一个链表结构，首先我们要知道链表是什么。

链表是由数据+指针构造而成的，指针指向下一个节点的数据。如下图：

所以我们在定义ListNode结构的时候，就需要定义两个属性，一个是当前节点的值，一个是下一个节点的ListNode类型的值，用来实现指针的功能。

class ListNode
        int val;   //数据
        ListNode next;   //指向下一个节点的数据

可以加上构造函数：

class ListNode
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int x)  val = x; 
        ListNode(int x, ListNode y)  val = x; next = y; 

假如说要定义[2, 4, 6]这么一个链表，也可以这么赋值，这样我感觉会更清晰的理解到链表的结构。

ListNode l1 = new ListNode(2, new ListNode(4, new ListNode(6)));

题解：

清楚链表的结构后，回到题目上。原题如下：

题目的意思是，两个链表的数字都是按照逆序方式存储。

2->4->3，对应的数字是342；5->6->4，对应的数字是465。相加得出807，对应的链表是7->0->8。

所以，如果两个链表直接相加，得出来的数其实是不对的。这里存在一个满十进位的问题。正确的操作应该是，链表相同位置的值相加后再加上前一节点进位的数， % 10得出本节点的数，➗ 10得出进位数。如果加到最后一个节点，发现进位数>0，那么需要在链表的尾部追加进位数。

如果两个链表长度不一致，那么缺少的数可以视为0。

举个🌰：

以题中两个链表为例，第一位2 + 5 + 上一节点进位数 = 7，7 / 10 = 0 进位数为0；7 % 10 = 7,  头部节点为7。

第二位4 + 6 + 上一节点的进位数 = 10，10 / 10 = 1，进位数为1；10 % 10 = 0  ，本节点数为 0。

第三位3 + 4 + 上一节点的进位数1 = 7，7 / 10 = 0，进位数为0；7 % 10 = 7 ，本节点数为8。

结果值为7->0->8

再举个🌰：

[9,9,9]和[9,9]两个链表相加

第一位9 + 9 +上一节点的进位数= 18，18 / 10 = 1，进位数= 1；18 % 10 = 8  本节点数= 8；

第二位9 + 9 + 上一节点进位数1 = 19， 19 / 10 = 1，进位数=1；19 % 10 = 9 本节点数= 9；

第三位9 + 0 + 上一节点进位数1 = 10，10 / 10 = 1，进位数=1；10 % 10  = 0 本节点数 = 0；

注意这个地方最后一个节点计算完毕，进位数>0 ，所以需要再追加一位。结果值应该是8->9->0->1。

步骤：

下面就可以解题了，先捋一下解题的步骤：

1. 首先要定义两个链表，一个是链表的结果值，也就是头部信息。一个是在循环相加链表时动态赋值的链表。如果不把链表的头部信息单独存放一份，在循环赋值中就会丢失前面的头部信息，只会保存最后一个值。
2. 循环遍历需要相加的两个链表，获取对应的值
3. 计算出本节点的数，和进位数，给我们定义的链表赋值。这里要注意，第一次循环时，需要判断链表头部是否为空，如果为空的话，就给头部赋值。
4. 循环结束后，判断进位数是否为1，是否需要尾部追加。

附上代码：

每一步都有注释解析。

class Solution 
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) 
        ListNode curr = null;  //循环中动态赋值的链表
        ListNode head = null;  //头部信息，也可以理解为最终的结果值

        int s = 0; //初始的进位数

        //循环遍历两个链表
        while(l1 != null || l2 != null)
            
            //取值
            int num1 = l1 != null ? l1.val : 0;
            int num2 = l2 != null ? l2.val : 0;

            //两个值相加,加上上一次计算的进位数
            int sum = num1 + num2 + s;

            //本次计算的进位数
            s = sum / 10;
            //本次计算的个位数
            int result = sum % 10;

            //给链表赋值
            //判断链表头部是否为空
            if(curr == null)
                //先给curr链表赋值
                curr = new ListNode(result);
                //指定head = curr，后续curr指向next节点重置节点信息时，head不会被重置
                head = curr;
            else
                //头部不为空，指定next节点信息
                curr.next = new ListNode(result);
                //curr链表向后移，为了下一次循环继续给next节点赋值
                curr = curr.next;
            

            //同理，l1和l2链表向后移，获取下一节点信息
            if(l1 != null)
                l1 = l1.next;
            
            if(l2 != null)
                l2 = l2.next;
            
        
        //循环结束后判断进位数
        if(s > 0) curr.next = new ListNode(s);
        
        //这里需要注意，是返回head链表，而不是curr。
        //curr因为上面每次循环时，做了指针后移操作curr = curr.next;
        //如果返回curr，是最后一次循环的值，而不是全部链表。
        return head;
    

结束。