【2.两数相加】链表

给你两个非空的链表，表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照逆序的方式存储的，并且每个节点只能存储 一位 数字。

请你将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

输入：l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出：[7,0,8]
解释：342 + 465 = 807.
示例 2：

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]
示例 3：

输入：l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
输出：[8,9,9,9,0,0,0,1]
 

提示：

每个链表中的节点数在范围 [1, 100] 内
0 <= Node.val <= 9
题目数据保证列表表示的数字不含前导零

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/add-two-numbers
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分析：

• 两个链表，一个节点存一个数字0-9，因为题目规定数字不会以0开始，所以链表尾部不会是0
• 逆序排列，所以从链表头部（个位数）开始一个一个节点相加，如果相加结果/10大于0，说明有进位，将/10的结果（进位）加到下一个链表节点上，直到计算到一个链表的尾部，另一个链表的剩下的位数直接加到结果链表上
• 但是在实现的时候，控制计算结束的条件设置为两个链表都为空。在这种情况下，每次取节点值的时候，只要判断这个节点是否为空，如果为空，则将此次取到的值设置为0。这样就不用每次都判断是不是这个链表取到了尾结点（少了两个输入链表的尾结点的空间）
• 如果计算到最后一个链表的最后一位时，仍然有进位，则结果链表应该多一位（额外判断）

代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;                 //节点的值value
 *     ListNode *next;          //指向下一个节点的指针
 *     //下面三个是三个不同参数的构造函数
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}        //表示构造一个值为0，下一个为空节点的节点
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}   //表示构造一个值为x，下一个为空节点的节点
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}  //表示构造一个值为x，指向下一个节点是next
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        ListNode *head = nullptr;   //表示结果链表的头指针，也就是个位数，初始化为NULL
        ListNode *tail = nullptr;   //表示结果链表的尾指针，也就是高位数，初始化为NULL
        int carry = 0;  //进位
        while( l1 || l2 )   //当两个链表都为空时，表示计算结束，否则进行计算
        {
            //取l1，l2各自对应节点的值，如果节点不为空，表示还没超出链表范围，则取值，否则取0
            int n1 = l1 ? l1->val : 0;
            int n2 = l2 ? l2->val : 0;
            int sum = n1 + n2 + carry;
            //进位carry=sum/10
            carry = sum / 10;
            //这一个节点的值=sum%10
            int value = sum % 10;

            //如果是一开始的个位数，则要将头指针和尾指针都指向同一个节点，再指定尾指针的next
            if(!head)   //如果头指针为空则执行这一段，只有在一开始时头指针为空
            {
                head = tail = new ListNode(value);    //new一个新的节点
            }
            //个位数之后的节点，头指针已经固定好了在个位数上，只要修改尾指针
            else        //如果头指针不为空则执行这一段，第二次及之后都运行这个
            {
                tail->next = new ListNode(value);   //新构造一个值为value的节点并建立链接
                tail = tail->next;                  //将当前tail的位置后移一位（更新），指向当前的计算位
            }
            
            //更新l1，l2的下一个计算的节点，注意这里需要判断链表是否已经为空
            //如果链表不为空，则通过next指针指向下一个，否则不做操作，仍使其指向空节点
            if( l1 )    l1 = l1->next;
            if( l2 )    l2 = l2->next;
        }

        //l1和l2全为空时退出上述循环，但是可能最后一次计算仍然有进位carry，所以这里要额外操作
        if( carry != 0)
            tail->next = new ListNode(carry);

        return head;        //返回结果链表的头指针，即可以返回结果链表的值
    }
};