【Java】力扣_每日一题_445.两数相加 II_中等

本文详细解析了LeetCode上的“两数相加II”问题,提供了多种解题思路,包括直接转换为整数计算、逐位相加以及使用栈进行逆序计算的方法,并对每种方法进行了反思和优化,最终给出了简洁高效的栈实现。

题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/add-two-numbers-ii/

题目描述
给你两个 非空 链表来代表两个非负整数。数字最高位位于链表开始位置。它们的每个节点只存储一位数字。将这两数相加会返回一个新的链表。

你可以假设除了数字 0 之外,这两个数字都不会以零开头。

进阶:

如果输入链表不能修改该如何处理?换句话说,你不能对列表中的节点进行翻转。

第一次编辑代码:

/**
 * 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) {
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        while(l1 != null){
            num1 = num1*10 + l1.val;
            l1 = l1.next;
        }
        while(l2 != null){
            num2 = num2*10 + l2.val;
            l2 = l2.next;
        }
        int sum = num1 + num2;
        if(sum == 0)
            return new ListNode(0);
        ListNode ans = null;
        while(sum != 0){
            ListNode newNode = new ListNode(sum%10);
            newNode.next = ans;
            ans = newNode;
            sum /= 10;
        }
        return ans;
    }
}

提交结果
解答错误。

反思
不能表示大于int型的数。

第二次编辑代码:

/**
 * 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 num1 = null;
        ListNode num2 = null;
        while(l1 != null){
            ListNode newNode1 = new ListNode(l1.val);
            newNode1.next = num1;
            num1 = newNode1;
            l1 = l1.next;
        }
        while(l2 != null){
            ListNode newNode2 = new ListNode(l2.val);
            newNode2.next = num2;
            num2 = newNode2;
            l2 = l2.next;
        }

        ListNode sum = null;
        int carry = 0;
        while(num1 != null && num2 != null){
            int temp = num1.val + num2.val + carry;
            carry = temp/10;
            temp %= 10;
            ListNode newNode3 = new ListNode(temp);
            newNode3.next = sum;
            sum = newNode3;
            num1 = num1.next;
            num2 = num2.next;
        }
        while(num1 != null){
            int temp = num1.val+carry;
            carry = temp/10;
            temp %= 10;
            ListNode newNode4 = new ListNode(temp);
            newNode4.next = sum;
            sum = newNode4;
            num1 = num1.next;
        }
        while(num2 != null){
            int temp = num2.val+carry;
            carry = temp/10;
            temp %= 10;
            ListNode newNode5 = new ListNode(temp);
            newNode5.next = sum;
            sum = newNode5;
            num2 = num2.next;
        }
        if(carry != 0){
            ListNode newNode6 = new ListNode(carry);
            newNode6.next = sum;
            sum = newNode6;
        }
        return sum;
    }
}

反思
有代码更简练的写法,用栈,不过效率不高,这里参考@Sweetiee的写法。

第三次编辑代码:

/**
 * 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) {
        Stack<Integer> stack1 = new Stack<>();
        Stack<Integer> stack2 = new Stack<>();
        while(l1 != null){
            stack1.push(l1.val);
            l1 = l1.next;
        }
        while(l2 != null){
            stack2.push(l2.val);
            l2 = l2.next;
        }

        int carry = 0;
        ListNode head = null;

        while(!stack1.isEmpty() || !stack2.isEmpty() || carry > 0){
            int sum = carry;
            sum += stack1.isEmpty() ? 0 : stack1.pop();
            sum += stack2.isEmpty() ? 0 : stack2.pop();
            ListNode node = new ListNode(sum%10);
            node.next = head;
            head = node;
            carry = sum/10;
        }
        
        return head;
    }
}
### LeetCode 'Two Sum' 的 Java 实现 以下是针对 LeetCode 上经典的 'Two Sum' 问题的一种高效解决方案,基于哈希表(`HashMap`)。这种方法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度也为 O(n)[^1]。 #### 使用 `HashMap` 解决方案 通过使用 `HashMap` 来存储数组中的元素及其索引位置,可以快速查找目标差值是否存在于已遍历过的数据中。如果存在,则可以直接返回对应的两个索引。 ```java import java.util.HashMap; public class Solution { public int[] twoSum(int[] numbers, int target) { int[] result = new int[2]; if (numbers == null || numbers.length < 2) { return result; } HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>(); for (int i = 0; i < numbers.length; i++) { if (!map.containsKey(target - numbers[i])) { map.put(numbers[i], i); } else { result[0] = map.get(target - numbers[i]) + 1; result[1] = i + 1; break; } } return result; } } ``` 上述代码逻辑如下: - 遍历输入数组的同时,计算当前数值与目标值之间的差值。 - 如果该差值已经存在于 `HashMap` 中,则说明找到了符合条件的一对数;否则将当前数值存入 `HashMap` 并继续迭代。 此方法利用了哈希表的常量级查询时间特性来优化性能[^3]。 另外还有一种较为简单的暴力枚举法,虽然效率较低但易于理解: #### 暴力枚举法 对于每一对可能组合逐一验证是否满足条件即可得到结果。不过由于嵌套循环的存在使其整体运行时间为平方级别即O(n²)[^4]: ```java class BruteForceSolution { public int[] twoSum(int[] nums, int target) { for (int i = 0; i < nums.length; ++i){ for (int j = i + 1; j < nums.length; ++j){ if ((nums[i] + nums[j]) == target ){ return new int[]{i,j}; } } } throw new IllegalArgumentException("No two sum solution"); } } ``` 尽管如此,在实际应用当中更推荐采用前者的做法以获得更好的执行效果。 --- ### 输入输出示例 假设我们有以下测试案例: **Example Input:** `numbers={2, 7, 11, 15}`, `target=9` **Expected Output:** `index1=1`, `index2=2` [^5] 这意味着第一个匹配到的有效整数位于原始列表下标为零的位置(因为是从1开始计数),而第二个则处于紧随其后的下一个槽位上. ---
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