LeetCode-两数相加

两数相加

LeetCode题目如下：

给出两个非空的链表用来表示两个非负的整数。其中，它们各自的位数是按照 逆序 的方式存储的，并且它们的每个节点只能存储 一位 数字。

如果，我们将这两个数相加起来，则会返回一个新的链表来表示它们的和。

您可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

示例：

输入：(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
输出：7 -> 0 -> 8
原因：342 + 465 = 807

链表的概念

(这是写给没有接触过链表的同学，如果了解链表，请移步:创建链表或求解步骤)

我之前已经写过一篇链表的博客，为什么我这里要再重新介绍链表的概念呢？

• 这里使用到了链表，并且我选择了使用C#语言来写
• 对于没有接触过数据结构与内存的同学来说，理解链表的概念并不容易

链表是具有相连关系的一组节点，节点可以被定义为以下结构(这个是LeetCode上的原样代码):

public class ListNode {
    public int val;
    public ListNode next;
    public ListNode(int val=0, ListNode next=null) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

可以看到ListNode中有一个ListNode字段，该字段是指向下一个对象的引用变量

如果你不理解引用变量，请移步我的博客，深度理解值类型与引用类型:https://www.cnblogs.com/erosion2020/p/14101652.html

链表的内存图，大致是这个样子的:

list变量引用了地址为0xd27038的对象，而该对象又引用了0xbff794，位于0xbff794内存区域的对象又引用了位于0xba7586内存区域的对象，而位于0xba7586对象无任何引用，这表明链表走到了尽头，也就是说0xba7586就是链表的尾节点。

创建链表

这里编写的是一个辅助类，类的功能创建链表，以方便我们接下来解题用。

使用尾插法创建一个无头节点的链表，链表中的数据从source数组中读取。

public ListNode CreateLinkTable(int[] source)
{
    if (source == null || source.Length < 1)
        return null;
    ListNode list = new ListNode(source[0]);
    ListNode p = list;
    for(int i = 1;i < source.Length;i++)
    {
        p.next = new ListNode(source[i]);
        p = p.next;
    }
    return list;
}

如果你还是不理解链表，请移步:https://www.cnblogs.com/erosion2020/p/14088537.html

求解

我这里第一想法是对两个链表中的数据同时遍历。

但是可能会遇到以下问题：

• 第一个或第二个链表是空链表，或两个链表都为空
• 第一个链表比第二个链表短
• 第二个链表比第一个链表短
• 当前节点相加大于10，需要进位
• 两个链表都遍历完毕，但是数值相加大于10，存在进位情况

public ListNode AddTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2)
        {
            ListNode list = new ListNode();         //链表
            ListNode temp = list;   //temp是一个ListNode指针，该指针指向链表
            int result = 0;         //记录两数相加的和 以及进位的值
            int v1 = 0;             //记录第一个链表中的值
            int v2 = 0;             //记录第二个链表中的值
            while(true)
            {   
                //如果result = 0， 表示上一个节点运算时其结果小于10，并不需要进位，但是为了统一操作，我们依旧加上0
                //如果result = 1， 表示上一个节点运算时其结果大于等于10，此时属于需要进位的情况

                //如果有任何一个链表走到了链表尽头我们就让那个值变为0，如果链表并没有到尽头，就取出链表中的值
                v1 = l1 == null ? 0 : l1.val;
                v2 = l2 == null ? 0 : l2.val;
                //result为链表l1中的数据加上l2中的数据加上result本身的数据(也就是进位的情况)，如果存在
                result += v1 + v2;
                temp.val = result % 10;

                //求余法算出是否需要进位
                result /= 10;
                //如果此时链表已经为null，也就是表示走到了尽头，就不执行后移操作
                if(l1 != null)
                    l1 = l1.next;
                if(l2 != null)
                    l2 = l2.next;
                //当存在两个链表都走到了链表尽头，并且此时不需要进位时，计算完毕，退出
                if(l1 == null && l2 == null && result == 0)
                {
                    break;
                }
                temp.next = new ListNode();
                temp = temp.next;
            }
            return list;
        }

测试

编写Main方法，用以测试数据:

这里给出的是其中一种极端情况:第二个链表为空，其它极端情况我就不写了，都是差不多的。

static void Main(String[] args)
{
    int[] source1 = { 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, };
    ListNode temp0 = new Solution().CreateLinkTable(source1);
    int[] source2 = { };
    ListNode temp1 = new Solution().CreateLinkTable(source2);

    new Solution().AddTwoNumbers(temp0, temp1);
}