2.两数相加 python

题目描述

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：

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

题目链接

两数相加

这个问题是经典的“两数之和”链表版本。给定两个非空链表，每个节点存储一个逆序的数字，我们需要将这两个数相加，并返回一个表示和的链表。具体步骤如下：

解题思路

1. 初始化结果链表：

   • 创建一个虚拟头节点 dummy，用于简化链表的操作。
   • 使用一个指针 current 指向当前处理的节点，初始时指向 dummy。

2. 遍历两个链表：

   • 使用两个指针 l1 和 l2 分别指向两个链表的头节点。
   • 初始化一个变量 carry 用于存储进位值，初始值为0。

3. 逐位相加：

   • 遍历两个链表，直到两个链表都为空。
   • 计算当前位的和 sum = l1.val + l2.val + carry。
   • 更新进位值 carry = sum // 10。
   • 创建一个新节点，存储当前位的结果 sum % 10，并将新节点连接到结果链表中。
   • 移动指针 l1 和 l2 到下一个节点。

4. 处理剩余的进位：

   • 如果最后还有进位，创建一个新节点存储进位值，并连接到结果链表中。

5. 返回结果链表：

   • 返回 dummy.next，即结果链表的头节点。

Python 实现

def addTwoNumbers(l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
    # 创建虚拟头节点
    dummy = ListNode()
    current = dummy
    carry = 0

    # 遍历两个链表
    while l1 or l2:
        # 获取当前节点的值，如果链表为空则值为0
        x = l1.val if l1 else 0
        y = l2.val if l2 else 0

        # 计算当前位的和
        total = x + y + carry
        carry = total // 10

        # 创建新节点存储当前位的结果
        current.next = ListNode(total % 10)
        current = current.next

        # 移动指针
        if l1:
            l1 = l1.next
        if l2:
            l2 = l2.next

    # 处理剩余的进位
    if carry > 0:
        current.next = ListNode(carry)

    # 返回结果链表的头节点
    return dummy.next

详细解释

1. 定义链表节点类：

   • ListNode 类用于表示链表的节点，每个节点包含一个值 val 和一个指向下一个节点的指针 next。

2. 创建虚拟头节点：

   • dummy = ListNode()：创建一个虚拟头节点，用于简化链表的操作。
   • current = dummy：初始化指针 current，指向虚拟头节点。

3. 遍历两个链表：

   • while l1 or l2：只要两个链表中至少有一个不为空，就继续遍历。
   • x = l1.val if l1 else 0：获取 l1 当前节点的值，如果 l1 为空则值为0。
   • y = l2.val if l2 else 0：获取 l2 当前节点的值，如果 l2 为空则值为0。
   • total = x + y + carry：计算当前位的和。
   • carry = total // 10：更新进位值。
   • current.next = ListNode(total % 10)：创建新节点存储当前位的结果，并连接到结果链表中。
   • current = current.next：移动指针 current 到新节点。
   • if l1: l1 = l1.next：如果 l1 不为空，移动指针 l1 到下一个节点。
   • if l2: l2 = l2.next：如果 l2 不为空，移动指针 l2 到下一个节点。

4. 处理剩余的进位：

   • if carry > 0: current.next = ListNode(carry)：如果最后还有进位，创建新节点存储进位值，并连接到结果链表中。

5. 返回结果链表：

   • return dummy.next：返回虚拟头节点的下一个节点，即结果链表的头节点。

通过这种方法，我们可以高效地将两个逆序存储的链表相加，并返回结果链表。