LC 面试题 02.05. 链表求和

题目描述

这是 LeetCode 上的 面试题 02.05. 链表求和 ，难度为 中等。

给定两个用链表表示的整数，每个节点包含一个数位。

这些数位是反向存放的，也就是个位排在链表首部。

编写函数对这两个整数求和，并用链表形式返回结果。

示例：

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输入：(7 -> 1 -> 6) + (5 -> 9 -> 2)，即617 + 295

输出：2 -> 1 -> 9，即912

示例：

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输入：(6 -> 1 -> 7) + (2 -> 9 -> 5)，即617 + 295

输出：9 -> 1 -> 2，即912

进阶：思考一下，假设这些数位是正向存放的，又该如何解决呢?

链表（反向）

访问链表节点的顺序为「个位、百位、千位 …」，即与执行「竖式加法」时访问的位数次序一致。

因此我们可以边遍历，边模拟「竖式加法」的过程，使用变量 $t$ 存储进位情况，当 $l1$ 和 $l2$ 没遍历完，或者进位 $t$ 不为 $0$，该计算过程就可以继续，每次使用当前计算结果 t % 10 来创建新节点，使用 t / 10 来更新进位。

代码：

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class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode ans = new ListNode(-1), temp = ans;
        int t = 0;
        while (l1 != null || l2 != null || t != 0) {
            if (l1 != null) {
                t += l1.val;
                l1 = l1.next;
            }
            if (l2 != null) {
                t += l2.val;
                l2 = l2.next;
            }
            temp.next = new ListNode(t % 10);
            temp = temp.next;
            t /= 10;
        }
        return ans.next;
    }
}

  • 时间复杂度：令 $n$ 为链表 l1 的长度，$m$ 为链表 l2 的长度，复杂度为 $O(\max(n, m))$
  • 空间复杂度：$O(1)$

链表（正向）

如果将链表翻转（先访问到的是数值高位），该如何处理？

由于我们的「竖式加法」是从低位开始，因此我们需要先使用数据结构（栈 / 数组）对链表元素进行存储，再实现「从低位访问」并进行「竖式加法」的模拟过程。

为了验证代码正确性，我们可以先对 l1 和 l2 进行翻转，再走链表（正向）的处理逻辑。

代码：

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class Solution {
    ListNode reverse(ListNode node) {
        ListNode prev = null, cur = node;
        while (cur != null) {
            ListNode temp = cur.next;
            cur.next = prev;
            prev = cur; cur = temp;
        }
        return prev;
    }
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        l1 = reverse(l1);
        l2 = reverse(l2);

        Deque<Integer> d1 = new ArrayDeque<>(), d2 = new ArrayDeque<>();
        while (l1 != null) {
            d1.addLast(l1.val);
            l1 = l1.next;
        }
        while (l2 != null) {
            d2.addLast(l2.val);
            l2 = l2.next;
        }
        ListNode ans = new ListNode(-1), temp = ans;
        int t = 0;
        while (!d1.isEmpty() || !d2.isEmpty() || t != 0) {
            if (!d1.isEmpty()) t += d1.pollLast();
            if (!d2.isEmpty()) t += d2.pollLast();
            temp.next = new ListNode(t % 10);
            temp = temp.next;
            t /= 10;
        }
        return ans.next;
    }
}

  • 时间复杂度：令 $n$ 为链表 l1 的长度，$m$ 为链表 l2 的长度，复杂度为 $O(\max(n, m))$
  • 空间复杂度：$O(n + m)$

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 面试题 02.05. 链表求和 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

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