2_两数相加

Posted 2021-01-11 xugenpeng

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• 2_两数相加
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  • 方法一：小学数学
    • 思路
    • Java 代码（非递归写法）
    • Java 代码（递归写法）
    • Python 代码（非递归写法）

2_两数相加

描述

给定两个非空链表来表示两个非负整数。位数按照逆序方式存储，它们的每个节点只存储单个数字。将两数相加返回一个新的链表。

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：

输入：(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
输出：7 -> 0 -> 8
原因：342 + 465 = 807

方法一：小学数学

思路

按照小学数学中求两数之和的做法，从最低位（链表表头）开始加起，用变量 carry 保存进位的结果（初始值为0），每次求和之后更新变量 carry 的值。

Java 代码（非递归写法）

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummyHead = new ListNode(-1);
        ListNode curNode = dummyHead, p = l1, q = l2;
        int carry = 0;
        
        while (p != null || q != null) {
            int x = (p != null) ? p.val : 0;
            int y = (q != null) ? q.val : 0;
            int sum = x + y + carry;
            carry = sum / 10;
            curNode.next = new ListNode(sum % 10);
            curNode = curNode.next;

            if (p != null) {
                p = p.next;
            }
            if (q != null) {
                q = q.next;
            }
        }

        if (carry > 0) {
            curNode.next = new ListNode(carry);
        }

        return dummyHead.next;
    }
}
// Runtime: 38 ms
// Your runtime beats 46.06 % of java submissions.

复杂度分析：

• 时间复杂度：(O(max(m, n)))，其中 (m) 和 (n) 分别表示两个链表的长度。
• 空间复杂度：(O(max(m, n)))，返回链表的长度最多为 (max(m, n) + 1)。

Java 代码（递归写法）

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        return addTwoNumbers(l1, l2, 0);
    }

    private ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2, int carry) {
        // Recursive termination condition
        if (l1 == null && l2 == null) {
            return carry > 0 ? new ListNode(carry) : null;
        }

        int sum = carry;
        ListNode l1Next = null, l2Next = null;
        if (l1 != null) {
            sum += l1.val;
            l1Next = l1.next;
        }
        if (l2 != null) {
            sum += l2.val;
            l2Next = l2.next;
        }
        ListNode curr = new ListNode(sum % 10);
        curr.next = addTwoNumbers(l1Next, l2Next, sum / 10);
        return curr;
    }
}
// Runtime: 27 ms
// Your runtime beats 94.02 % of java submissions.

复杂度分析同上。

Python 代码（非递归写法）

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

class Solution:
    def addTwoNumbers(self, l1, l2):
        """
        :type l1: ListNode
        :type l2: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        dummy_head = ListNode(-1)
        cur = dummy_head
        carry = 0

        while l1 or l2 or carry:
            v1 = v2 = 0
            if l1:
                v1 = l1.val
                l1 = l1.next
            if l2:
                v2 = l2.val
                l2 = l2.next
            carry, val = divmod(v1 + v2 + carry, 10)
            cur.next = ListNode(val)
            cur = cur.next
        return dummy_head.next
    
# Runtime: 156 ms
# Your runtime beats 43.08 % of python3 submissions.

复杂度分析同上。