题目:给出两个非空的链表用来表示两个非负的整数。其中,它们各自的位数是按照逆序的方式存储的,并且它们的每个节点只能存储一位数字。如果,我们将这两个数相加起来,则会返回一个新的链表来表示它们的和。您可以假设除了数字 0 之外,这两个数都不会以 0 开头。
示例:输入:(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
输出:7 -> 0 -> 8
原因:342 + 465 = 80
解析: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。
如上图所示,对两数相加方法的可视化: 342+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 l1 和 l2 的表头开始相加。由于每位数字都应当处于 0…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=12。在这种情况下,我们会将当前位的数值设置为 2,并将进位 carry = 1 带入下一次迭代。进位 carry 必定是 0 或 1,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 = 19。
伪代码如下:
- 将当前结点初始化为返回列表的哑结点。
- 将进位 carry 初始化为 0。
- 将 p和 q分别初始化为列表 l1 和 l2 的头部。
- 遍历列表 l1 和 l2 直至到达它们的尾端。
- 将 x设为结点 p 的值。如果 p 已经到达 l1的末尾,则将其值设置为 0。
- 将 y设为结点 q的值。如果 q已经到达 l2 的末尾,则将其值设置为 0。
- 设定 sum=x+y+carry。
- 更新进位的值,carry = sum / 10。
- 创建一个数值为 (sum mod 10)的新结点,并将其设置为当前结点的下一个结点,然后将当前结点前进到下一个结点。
- 同时,将 p 和 q前进到下一个结点。
- 检查 carry = 1是否成立,如果成立,则向返回列表追加一个含有数字 1的新结点。
- 返回哑结点的下一个结点。
/**
* 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(0);
ListNode p = l1, q = l2, curr = dummyHead;
int carry = 0;
while (p != null || q != null) {
int x = (p != null) ? p.val : 0;
int y = (q != null) ? q.val : 0;
int sum = carry + x + y;
carry = sum / 10;
curr.next = new ListNode(sum % 10);
curr = curr.next;
if (p != null) p = p.next;
if (q != null) q = q.next;
}
if (carry > 0) {
curr.next = new ListNode(carry);
}
return dummyHead.next;
}
}
复杂度分析
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时间复杂度:O(max(m,n)),假设 m和 n 分别表示 l1 和 l2 的长度,上面的算法最多重复max(m,n) 次。
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空间复杂度:O(max(m,n)), 新列表的长度最多为max(m,n)+1。