【中等】力扣算法题解析LeetCode2：两数相加

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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：
2—>4—>3
5—>6—>4
——————-
7—>0—>8
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     

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解题思路

该问题要求将两个逆序存储数字的链表相加，并返回同样逆序存储的结果链表。核心思路如下：

1. 哑节点技巧：使用哑节点(dummy)简化链表头部的处理，避免空指针判断
2. 双指针遍历：同时遍历两个链表，逐位相加
3. 进位处理：使用carry变量记录进位值
4. 提前终止：当两个链表都遍历完且无进位时立即终止循环
5. 空间优化：只创建必要的新节点，避免额外空间浪费

时间复杂度：O(max(m, n))，其中m和n分别是两个链表的长度
空间复杂度：O(max(m, n))，结果链表的长度最多为max(m, n)+1

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代码实现（Java版）

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummy = new ListNode(0); // 哑节点简化处理
        ListNode current = dummy;
        int carry = 0;
        
        while (l1 != null || l2 != null || carry != 0) {
            // 获取当前节点的值，如果节点为空则视为0
            int val1 = (l1 != null) ? l1.val : 0;
            int val2 = (l2 != null) ? l2.val : 0;
            
            // 计算和及进位
            int sum = val1 + val2 + carry;
            carry = sum / 10;
            
            // 创建新节点
            current.next = new ListNode(sum % 10);
            current = current.next;
            
            // 移动链表指针
            if (l1 != null) l1 = l1.next;
            if (l2 != null) l2 = l2.next;
        }
        
        return dummy.next; // 返回结果链表的头节点
    }
}

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关键优化点

1. 统一处理逻辑：使用三元运算符处理链表长度不一致的情况
2. 进位合并处理：将进位carry作为循环条件的一部分，减少额外判断
3. 空间最优化：只创建结果链表必需的节点，无额外空间开销
4. 高效指针移动：仅在链表未结束时移动指针，避免空指针异常

提交详情（执行用时、内存消耗）

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