02.05、[中等] 链表求和
1、题目描述
给定两个用链表表示的整数,每个节点包含一个数位。
这些数位是反向存放的,也就是个位排在链表首部。
编写函数对这两个整数求和,并用链表形式返回结果。
2、解题思路
本题要求对两个链表表示的整数进行相加。链表中的每个节点代表一个数位,且个位数在链表的头部。即,链表是以反向存放的方式表示整数的。我们需要编写一个函数来求这两个整数的和,并将结果以链表的形式返回。
- 初始化链表和指针:
- 使用一个虚拟头节点
head
来简化链表操作。 cur
用于遍历和构建新链表。cur1
和cur2
分别用于遍历链表l1
和l2
。add
用于记录当前位的加和及进位。
- 使用一个虚拟头节点
- 遍历链表:
- 遍历
l1
和l2
,对对应位的数字进行加和。 - 处理进位情况(即当前位的和超过 10 时的进位)。
- 遍历
- 创建新节点:
- 将当前位的和取个位数,作为新节点的值。
- 更新进位值(即当前位和除以 10 的结果)。
- 处理剩余进位:
- 如果处理完所有节点后还有进位,需在结果链表中添加一个新节点。
- 返回结果:
- 返回虚拟头节点
head
的下一个节点,即实际结果链表的头节点。
- 返回虚拟头节点
3、代码实现与详细注释
class Solution {
public:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode head; // 虚拟头节点,简化链表操作
ListNode *cur = &head; // 当前节点,用于构建结果链表
ListNode *cur1 = l1; // 遍历链表 l1
ListNode *cur2 = l2; // 遍历链表 l2
int add = 0; // 存储当前位的和及进位
// 遍历链表,直到 l1、l2 都为空且没有进位
while (cur1 || cur2 || add) {
if (cur1) {
add += cur1->val; // 加上 l1 当前节点的值
cur1 = cur1->next; // 移动到 l1 的下一个节点
}
if (cur2) {
add += cur2->val; // 加上 l2 当前节点的值
cur2 = cur2->next; // 移动到 l2 的下一个节点
}
// 创建新节点,存储当前位的和的个位数
ListNode* newnode = new ListNode(add % 10);
cur->next = newnode; // 将新节点链接到结果链表
cur = cur->next; // 移动到结果链表的下一个节点
add /= 10; // 更新进位值
}
return head.next; // 返回结果链表的头节点(跳过虚拟头节点)
}
};
4、关键点总结
- 链表的遍历:
- 使用
cur1
和cur2
遍历两个输入链表。 - 每次从两个链表中取值并加和,处理进位情况。
- 使用
- 进位处理:
- 在加和过程中,处理进位并更新
add
的值。 - 如果存在剩余进位,继续在结果链表中添加节点。
- 在加和过程中,处理进位并更新
- 结果链表的构建:
- 使用虚拟头节点来简化链表的处理。
- 最终返回虚拟头节点的下一个节点,即实际结果链表的头节点。
5、时间复杂度与空间复杂度
- 时间复杂度: O(max(m, n)),其中
m
和n
分别是链表l1
和l2
的长度。我们只遍历了两个链表一次。 - 空间复杂度: O(max(m, n)),因为链表的长度决定了结果链表的长度。