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

链表相加:实现两个数的加法
这篇博客详细介绍了如何通过链表结构来解决两个数相加的问题。文章中提供了一段Java代码实现,该代码创建了一个辅助链表,并在遍历两个输入链表的同时进行加法运算,处理了进位情况。最后,生成的新链表包含了两数相加的结果。

题目解析

设立一个表示进位的变量carried,建立一个新链表,把输入的两个链表从头往后同时处理,每两个相加,将结果加上carried后的值作为一个新节点到新链表后面。

代码实现

class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummyHead = new ListNode(0);
        ListNode cur = dummyHead;
        int carry = 0;

        while(l1 != null || l2 != null)
        {
            int sum = carry;
            if(l1 != null)
            {
                sum += l1.val;
                l1 = l1.next;
            }
            if(l2 != null)
            {
                sum += l2.val;
                l2 = l2.next;
            }
            // 创建新节点
            carry = sum / 10;
            cur.next = new ListNode(sum % 10);
            cur = cur.next;
    
        }
        if (carry > 0) {
            cur.next = new ListNode(carry);
        }
        return dummyHead.next;
    }
}

<think>首先,用户的问题是关于如何用C++实现两个逆序存储空链表相加,并返回结果链表链表表示非负整数每个节点存储一位数字逆序存储,意思是链表的头节点是个位数。我需要参考用户提供的引用。引用[1]、[2]、[3]都是关于Java实现的,但用户要求C++实现。所以,我必须将这些Java代码转换为C++,同时保持逻辑一致。关键点:-输入是两个链表每个节点存储一个数字逆序存储。-输出是一个链表表示两个相加的结果,同样逆序存储。-需要处理进位。-链表可能长度不同,所以需要处理一个链表先结束的情况。-最后,如果有剩余进位,需要添加一个节点。从引用中提取算法:-引用[2][3]的Java代码展示了类似的方法:-创建一个节点(dummynode)作为新链表的头。-遍历两个链表,同时处理每个节点的值加上进位。-计算,然后取模10得到当前位的值,整除10得到进位。-如果链表长度不同,当一个链表结束时,用0代替其值。-遍历结束后,如果还有进位,添加一个节点。现在,我需要用C++实现这个逻辑。C++中链表节点通常定义为结构体。假设链表节点定义如下:```cppstructListNode{intval;ListNode*next;ListNode():val(0),next(nullptr){}ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}ListNode(intx,ListNode*next):val(x),next(next){}};```这与引用[3]中的Java定义类似。算法步骤:1.初始化一个节点(dummynode)来简化链表操作。2.设置当前指针指向哑节点。3.初始化进位为0。4.遍历两个链表,直到者都为:a.获取当前节点的值(如果链表不为,否则为0)。b.计算:值1+值2+进位。c.更新进位:/10。d.当前位的值:%10。e.创建新节点存储当前位的值,并添加到结果链表。f.移动所有指针(如果链表不为)。5.如果遍历结束后进位不为0,添加一个节点存储进位值。6.返回节点的下一个节点,即结果链表的头。在C++中,需要注意内存管理:需要为每个节点分配内存。现在,构建C++代码。首先,定义函数签名:```cppListNode*addTwoNumbers(ListNode*l1,ListNode*l2){//实现}```然后,实现内部逻辑。参考引用[3]的Java代码:```javaclassSolution{publicListNodeaddTwoNumbers(ListNodel1,ListNodel2){ListNodepre=newListNode(0);ListNodecur=pre;intcarry=0;while(l1!=null||l2!=null){intx=(l1!=null)?l1.val:0;inty=(l2!=null)?l2.val:0;intsum=x+y+carry;carry=sum/10;sum=sum%10;cur.next=newListNode(sum);cur=cur.next;if(l1!=null)l1=l1.next;if(l2!=null)l2=l2.next;}if(carry==1){cur.next=newListNode(1);}returnpre.next;}}```我将这个逻辑转换为C++。C++版本:```cppListNode*addTwoNumbers(ListNode*l1,ListNode*l2){ListNode*dummy=newListNode(0);//哑节点ListNode*current=dummy;intcarry=0;while(l1!=nullptr||l2!=nullptr){intx=(l1!=nullptr)?l1->val:0;inty=(l2!=nullptr)?l2->val:0;intsum=x+y+carry;carry=sum/10;sum=sum%10;current->next=newListNode(sum);current=current->next;if(l1!=nullptr)l1=l1->next;if(l2!=nullptr)l2=l2->next;}if(carry>0){current->next=newListNode(carry);}returndummy->next;}```注意:-在C++中,指针使用`nullptr`而不是`null`。-使用`new`来动态分配内存。-返回`dummy->next`作为结果。用户要求使用中文回答,所以我需要用中文解释这个代码。此外,用户要求生成相关问题,所以我需要在回答末尾添加相关问题。结构回答:1.解释问题:逆序链表表示数字,如何相加。2.提供C++实现代码。3.解释代码逻辑。4.添加相关问题。最后,添加引用标识:用户提供了引用,但它们是Java的,不是直接相关。我应该提到参考了这些思路,但转换为C++。用户说:"上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求,请尽可能多的参考用户上一次的问题你的回答。"但在这个对话中,没有上一次的问题,因为这是第一个问题。所以,我直接基于引用用户问题回答。现在,写回答。</think>### C++ 实现两个逆序存储非负整数链表相加 在解决这个问题时,输入是两个空链表每个节点存储一位数字,且数字逆序方式存储链表节点表示个位)。输出是一个链表,同样以逆序方式存储相加的结果。例如: - 输入链表1:`2->4->3`(表示整数342) - 输入链表2:`5->6->4`(表示整数465) - 输出链表:`7->0->8`(表示结果807 = 342 + 465) 算法核心思路: 1. **处理进位**:从个位开始逐位相加,进位值传递到下一位。 2. **链表长度差异**:当一条链表遍历结束时,用0替代其值。 3. **最终进位**:如果相加后仍有进位,添加一个节点存储进位值。 4. **哑节点简化操作**:使用哑节点作为结果链表的临时头,简化边界条件处理。 以下是完整的C++实现代码,基于引用[2][3]中的Java逻辑转换而来,并适配C++语法: ```cpp #include <iostream> // 链表节点定义 struct ListNode { int val; ListNode *next; ListNode() : val(0), next(nullptr) {} ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {} ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {} }; // 函数实现链表相加 ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) { ListNode* dummy = new ListNode(0); // 哑节点,简化链表操作 ListNode* current = dummy; // 当前指针,用于构建结果链表 int carry = 0; // 进位值,初始化为0 // 遍历两个链表,直到者都结束 while (l1 != nullptr || l2 != nullptr) { // 获取当前节点的值(如果链表则用0) int x = (l1 != nullptr) ? l1->val : 0; int y = (l2 != nullptr) ? l2->val : 0; // 计算并更新进位 int sum = x + y + carry; carry = sum / 10; // 计算进位 sum = sum % 10; // 计算当前位的值 // 创建新节点存储当前位值,并添加到结果链表 current->next = new ListNode(sum); current = current->next; // 移动当前指针 // 移动输入链表指针(如果未结束) if (l1 != nullptr) l1 = l1->next; if (l2 != nullptr) l2 = l2->next; } // 处理剩余进位 if (carry > 0) { current->next = new ListNode(carry); } return dummy->next; // 返回节点的下一个,即结果链表的真实头节点 } // 辅助函数:打印链表(用于测试) void printList(ListNode* head) { while (head != nullptr) { std::cout << head->val; if (head->next != nullptr) std::cout << "->"; head = head->next; } std::cout << std::endl; } // 测试示例 int main() { // 示例链表1: 2->4->3(表示342) ListNode* l1 = new ListNode(2); l1->next = new ListNode(4); l1->next->next = new ListNode(3); // 示例链表2: 5->6->4(表示465) ListNode* l2 = new ListNode(5); l2->next = new ListNode(6); l2->next->next = new ListNode(4); // 计算并打印结果 ListNode* result = addTwoNumbers(l1, l2); std::cout << "结果链表: "; printList(result); // 输出: 7->0->8 // 释放内存(实际应用中需处理) // ...省略内存释放代码... return 0; } ``` ### 代码逻辑详解 1. **初始化**: - 创建一个节点 `dummy`,其 `next` 指针指向结果链表的真实头节点。 - `current` 指针用于遍历构建结果链表。 - `carry` 存储进位值,初始为0。 2. **遍历链表**: - 使用 `while` 循环,条件为 `l1` 或 `l2` 不为(`nullptr`)。 - 对于每个位: - 获取当前节点的值(如果链表已结束,则用0)。 - 计算总:$ \text{sum} = x + y + \text{carry} $。 - 更新进位:$ \text{carry} = \lfloor \text{sum} / 10 \rfloor $。 - 当前位值:$ \text{sum} = \text{sum} \mod 10 $。 - 创建新节点并添加到结果链表。 3. **处理边界**: - 循环结束后,如果 `carry > 0`,添加一个节点存储进位值。 - 返回 `dummy->next`,避免返回节点本身。 4. **时间复杂度**:$O(\max(m, n))$,其中 $m$ $n$ 是两个链表的长度。间复杂度:$O(\max(m, n))$,用于存储结果链表[^2][^3]。 ### 测试示例 输入: - `l1 = [2,4,3]`(表示342) - `l2 = [5,6,4]`(表示465) 输出: - `[7,0,8]`(表示807),因为 $342 + 465 = 807$[^3]。 此实现正确处理了链表长度不等进位问题,符合逆序存储的要求。
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