問:給出兩個非空的鏈表,來表示兩個非負的整數。其中,它們各自的位數是按照逆序的方式存儲的,並且每個結點只能存儲一位數字。將這兩個鏈表相加起來,返回一個新的鏈表,表示他們之和。
例如:342 + 465 = 807
兩數相加這道題,處理的就是最簡單的數學加法運算,只是它是建立在鏈表的基礎之上,所以難度在於對鏈表的處理。
加法運算,除了每一位的加法之外,還需要考慮進位的情況。針對這道題來說,鏈表的每一個結點存儲一位數字,並且是基於自然數字逆序存儲,也就是鏈頭到鏈尾保持低位到高位的順序,這樣就等於,進位的方向和單鏈表的方向一致。
由於單鏈表的特性,沒有前驅結點,無法回頭。在這道題的場景下,就只需要一次 while 循環,從鏈頭(低位)一直處理到鏈尾(高位),就可以解決。但是需要注意處理進位的情況,每一位結點在計算之後,需要按 10 取餘數,進行存儲,多的需要進位到下一結點參與運算,正好這也符合單鏈表的處理思路。
那麼我們就需要幾個變量,一個 carry 用來記錄每一位運算後的進位,還需要一個 dummy 結點,用於記錄兩個鏈表加法運算後的鏈表結點。
當我們處理到最長鏈表最後一個結點時,還需要對 carry(進位) 進行額外的處理,如果 carry 不爲 0,表示繼續向高位進位,需要額外在創建一個新的結點存儲進位。
到這裏就講解清晰了,直接上代碼。
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
// 計算結果存儲的 dummy 結點
ListNode dummy = new ListNode(0);
ListNode p = l1, q = l2, curr = dummy;
// 進位默認爲 0
int carry = 0;
// 進入循環,以p和q兩個鏈表指針都走到頭爲結束
while (p != null || q != null) {
int x = (p != null) ? p.val : 0;
int y = (q != null) ? q.val : 0;
// 進位參與運算
int sum = carry + x + y;
// 計算進位
carry = sum / 10;
// 構造新的結點存儲計算後的位數數值
curr.next = new ListNode(sum % 10);
curr = curr.next;
if (p != null)
p = p.next;
if (q != null)
q = q.next;
}
// 處理數字最高位末尾進位情況
if (carry > 0) {
curr.next = new ListNode(carry);
}
return dummy.next;
}
這裏用 p 和 q 分別存儲了 l1 和 l2 兩個鏈表的結點,以此爲循環依據。循環跳出的條件爲兩個鏈表都走到了末尾。
每一次循環中,處理每一位結點數數值並加上進位 carry 的值,運算後將數值取餘存入新的結點,並將新的進位數存入 carry 進行存儲。
最後需要注意,當兩個鏈表都處理完成之後,還需要判斷最高位是否需要進位(carry > 0)。如果需要,創建一個新的鏈表結點存儲進位值。
這道利用鏈表做加法運算的題,就講解到這裏,但是它還有一些變種題。
假如鏈表不是逆序按位存儲數字呢?如果是正序存儲。
例如:
1 → 2 → 3
+ 3 → 2 → 1
=> 123 + 321 = ?
這應該如何計算呢?有思路歡迎在留言區討論。
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