1. 程式人生 > >leetcode演算法題2:兩數相加

leetcode演算法題2:兩數相加

題目:給出兩個非空的連結串列用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儲存的,並且它們的每個節點只能儲存一位數字。如果,我們將這兩個數相加起來,則會返回一個新的連結串列來表示它們的和。您可以假設除了數字 0 之外,這兩個數都不會以 0 開頭。

示例:輸入:(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)

          輸出:7 -> 0 -> 8

          原因:342 + 465 = 80

解析:

我們使用變數來跟蹤進位,並從包含最低有效位的表頭開始模擬逐位相加的過程。

Illustration of Adding two numbers

如上圖所示,對兩數相加方法的視覺化: 342+465=807,每個結點都包含一個數字,並且數字按位逆序儲存。

演算法

就像你在紙上計算兩個數字的和那樣,我們首先從最低有效位也就是列表 l1 和 l2 的表頭開始相加。由於每位數字都應當處於 0…9 的範圍內,我們計算兩個數字的和時可能會出現“溢位”。例如:5+7=12。在這種情況下,我們會將當前位的數值設定為 2,並將進位 carry = 1 帶入下一次迭代。進位 carry 必定是 0 或 1,這是因為兩個數字相加(考慮到進位)可能出現的最大和為 9 + 9 + 1 = 19。

虛擬碼如下:

  • 將當前結點初始化為返回列表的啞結點。
  • 將進位 carry 初始化為 0。
  • 將 p和 q分別初始化為列表 l1 和 l2 的頭部。
  • 遍歷列表 l1 和 l2 直至到達它們的尾端。
    • 將 x設為結點 p 的值。如果 p 已經到達 l1的末尾,則將其值設定為 0。
    • 將 y設為結點 q的值。如果 q已經到達 l2 的末尾,則將其值設定為 0。
    • 設定 sum=x+y+carry。
    • 更新進位的值,carry = sum / 10。
    • 建立一個數值為 (sum mod 10)的新結點,並將其設定為當前結點的下一個結點,然後將當前結點前進到下一個結點。
    • 同時,將 p 和 q前進到下一個結點。
  • 檢查 carry = 1是否成立,如果成立,則向返回列表追加一個含有數字 1的新結點。
  • 返回啞結點的下一個結點。
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
    ListNode dummyHead = new ListNode(0);
    ListNode p = l1, q = l2, curr = dummyHead;
    int carry = 0;
    while (p != null || q != null) {
        int x = (p != null) ? p.val : 0;
        int y = (q != null) ? q.val : 0;
        int sum = carry + x + y;
        carry = sum / 10;
        curr.next = new ListNode(sum % 10);
        curr = curr.next;
        if (p != null) p = p.next;
        if (q != null) q = q.next;
    }
    if (carry > 0) {
        curr.next = new ListNode(carry);
    }
    return dummyHead.next;
   }
}

複雜度分析

  • 時間複雜度:O(max(m,n)),假設 m和 n 分別表示 l1 和 l2 的長度,上面的演算法最多重複max(m,n) 次。

  • 空間複雜度:O(max(m,n)), 新列表的長度最多為max(m,n)+1。