2. 两数相加
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 |
解决方案
方法:初等数学
思路
我们使用变量来跟踪进位,并从包含最低有效位的表头开始模拟逐位相加的过程。
图1,对两数相加方法的可视化: 342 + 465 = 807342+465=807, 每个结点都包含一个数字,并且数字按位逆序存储。
算法
就像你在纸上计算两个数字的和那样,我们首先从最低有效位也就是列表 l1l1 和 l2l2 的表头开始相加。由于每位数字都应当处于 0 \ldots 90…9 的范围内,我们计算两个数字的和时可能会出现“溢出”。例如,5 + 7 = 125+7=12。在这种情况下,我们会将当前位的数值设置为 22,并将进位 carry = 1carry=1 带入下一次迭代。进位 carrycarry 必定是 00 或 11,这是因为两个数字相加(考虑到进位)可能出现的最大和为 9 + 9 + 1 = 199+9+1=19。
请特别注意以下情况:
测试用例 | 说明 |
l1=[0,1] l2=[0,1,2] | 当一个列表比另一个列表长时。 |
l1=[] l2=[0,1] | 当一个列表为空时,即出现空列表。 |
l1=[9,9] l2=[1] | 求和运算最后可能出现额外的进位,这一点很容易被遗忘 |
1 class Solution { 2 public: 3 ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) { 4 ListNode *p1 = l1, *p2 = l2; 5 int sum, cf, remain; 6 7 // 个位 8 sum = p1->val + p2->val; 9 cf = sum / 10;10 remain = sum % 10;11 12 ListNode *ret = new ListNode(remain);13 ListNode *p3 = ret;14 15 p1 = p1->next;16 p2 = p2->next;17 18 while (p1 != NULL && p2 != NULL)19 {20 sum = p1->val + p2->val + cf;21 cf = sum / 10;22 remain = sum % 10;23 24 p3->next = new ListNode(remain);25 p3 = p3->next;26 27 p1 = p1->next;28 p2 = p2->next;29 }30 31 while (p1 != NULL)32 {33 if (cf != 0)34 {35 sum = p1->val + cf;36 cf = sum / 10;37 remain = sum % 10;38 39 p3->next = new ListNode(remain);40 p3 = p3->next;41 p1 = p1->next;42 }43 else44 {45 p3->next = new ListNode(p1->val);46 p3 = p3->next;47 p1 = p1->next;48 }49 }50 while (p2 != NULL)51 {52 if (cf != 0)53 {54 sum = p2->val + cf;55 cf = sum / 10;56 remain = sum % 10;57 58 p3->next = new ListNode(remain);59 p3 = p3->next;60 p2 = p2->next;61 }62 else63 {64 p3->next = new ListNode(p2->val);65 p3 = p3->next;66 p2 = p2->next;67 }68 }69 70 if(cf!=0)71 p3->next = new ListNode(1);72 73 return ret;74 }75 };
复杂度分析:
l 时间复杂度:O(\max(m, n))O(max(m,n)),假设 mm 和 nn 分别表示 l1l1 和 l2l2 的长度,上面的算法最多重复 \max(m, n)max(m,n) 次。
l 空间复杂度:O(\max(m, n))O(max(m,n)), 新列表的长度最多为 \max(m,n) + 1max(m,n)+1。