Leetcode力扣——2. 两数相加

题目

2. 两数相加

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。

示例 1:在这里插入图片描述

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)

答案

1.分析

首先我们查看LeetCode给我们的C模板,可以看到给了一个很重要的提示——struct的成员:当前位的值val 指向下一个链表的指针next,以及模板函数的几个参数:

  • struct ListNode* l1,链表1
  • struct ListNode* l2,链表2
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
struct ListNode* addTwoNumbers(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2){

}

2.答案如下

struct ListNode* addTwoNumbers(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) {
    struct ListNode *head = NULL, *tail = NULL;
    int carry = 0;						# 记录进位
    while (l1 || l2) {
        int n1 = l1 ? l1->val : 0;
        int n2 = l2 ? l2->val : 0;
        int sum = n1 + n2 + carry;
        if (!head) {					# 判断头指针是否为空
            head = tail = malloc(sizeof(struct ListNode));		# 为下一个结构体分配空间
            tail->val = sum % 10;		# 为下一个结构体的val赋值(尾插法)
            tail->next = NULL;
        } else {
            tail->next = malloc(sizeof(struct ListNode));
            tail->next->val = sum % 10;	# 为下一个结构体的val赋值(尾插法)
            tail = tail->next;			# 尾指针的移动
            tail->next = NULL;
        }
        carry = sum / 10;
        if (l1) {
            l1 = l1->next;				# 两个加数移动到下一个
        }
        if (l2) {
            l2 = l2->next;				# 两个加数移动到下一个
        }
    }
    if (carry > 0) {					# 如果最高位有进位,则再插入一位
        tail->next = malloc(sizeof(struct ListNode));
        tail->next->val = 1;
        tail->next->next = NULL;
    }
    return head;
}
### LeetCode Problem 2: Add Two Numbers 此问题的核心在于如何处理两个链表表示的非负整数相加的结果,并将其转换为新的链表形式。以下是详细的解决方案。 #### 方法概述 该方法通过模拟手工加法的方式实现,考虑每一位上的数值以及进位情况。由于输入链表是以逆序方式存储数字的各位,因此可以直接从头到尾遍历链表并逐位相加[^4]。 #### 实现细节 为了简化操作,可以引入一个辅助函数 `addOneNode` 来计算当前节点的值及其产生的进位[^3]。具体过程如下: 1. 初始化一个新的链表用于保存结果。 2. 使用双指针分别指向两个输入链表的头部。 3. 当任意一个链表未被完全遍历时,执行以下操作: - 取出当前两位数字(如果某个链表已经结束,则视为0)。 - 计算其和加上前一次运算中的进位值。 - 将结果存入新链表中对应的位置,并更新进位状态。 4. 如果最后仍有剩余的进位,则需额外创建一个节点来存储它。 5. 返回最终生成的新链表。 下面是基于上述思路的具体代码实现: ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next def addTwoNumbers(l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode: carry = 0 dummy_head = ListNode(0) current_node = dummy_head while l1 or l2 or carry != 0: val1 = l1.val if l1 else 0 val2 = l2.val if l2 else 0 total_sum = val1 + val2 + carry carry = total_sum // 10 new_digit = total_sum % 10 current_node.next = ListNode(new_digit) current_node = current_node.next if l1 is not None: l1 = l1.next if l2 is not None: l2 = l2.next return dummy_head.next ``` 以上代码定义了一个名为 `addTwoNumbers` 的函数,接受两个参数分别为待相加的两条单向链表 `l1`, `l2`. 函数内部维护了一个虚拟头结点 `dummy_head` 和游标变量 `current_node` 用来构建输出链表;同时利用循环结构依次访问每一对节点完成累加工作直至全部数据都被处理完毕为止[^1]. 对于更复杂的场景比如当数字顺序是从高位至低位排列时,则需要先反转原始列表再按照相同逻辑求解后再恢复原状即可得到正确答案[^2]. #### 总结 本题主要考察了对基本数据结构——链表的操作能力以及简单的数学运算技巧的应用。理解清楚题目描述之后便能顺利解决问题。
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