LeetCode之兩數相加(中等 連結串列)
阿新 • • 發佈:2018-12-19
問題描述:
給定兩個非空連結串列來表示兩個非負整數。位數按照逆序方式儲存,它們的每個節點只儲存單個數字。將兩數相加返回一個新的連結串列。
你可以假設除了數字 0 之外,這兩個數字都不會以零開頭。
示例:
輸入:(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4) 輸出:7 -> 0 -> 8 原因:342 + 465 = 807
解題思路:
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。
圖1,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 (summod10) 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。
請注意,我們使用啞結點來簡化程式碼。如果沒有啞結點,則必須編寫額外的條件語句來初始化表頭的值。
請特別注意以下情況:
測試用例 | 說明 |
---|---|
l1=[0,1] l2=[0,1,2] | 當一個列表比另一個列表長時。 |
l1=[] l2=[0,1] | 當一個列表為空時,即出現空列表。 |
l1=[9,9] l2=[1] | 求和運算最後可能出現額外的進位,這一點很容易被遺忘 |
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。
拓展
如果連結串列中的數字不是按逆序儲存的呢?例如:
(3→4→2)+(4→6→5)=8→0→7
接下來老規矩,自己的實現(也是看別人的模仿著自己寫的)
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode head = new ListNode(0);
ListNode p =l1,q=l2,cur =head;
int carry = 0;
while(p!=null||q!=null){
int x = (p!=null)?p.val:0;
int y = (q!=null)?q.val:0;
int sum = x+y+carry;
carry = sum/10;
cur.next = new ListNode(sum%10);
cur = cur.next;
if(p!=null){p=p.next;}
if(q!=null){q=q.next;}
}
if(carry==1){
cur.next = new ListNode(1);
}
return head.next;
}
再來個大神的
class Solution {
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode dummy = new ListNode(0);
ListNode p = dummy;
int carry = 0;
while (l1 != null || l2 != null) {
if (l1 == null) {
l1 = new ListNode(0);
}
if (l2 == null) {
l2 = new ListNode(0);
}
int sum = carry + l1.val + l2.val;
int value = sum % 10;
carry = sum / 10;
ListNode valueNode = new ListNode(value);
p.next = valueNode;
p = valueNode;
l1 = l1.next;
l2 = l2.next;
}
if (carry != 0) {
ListNode valueNode = new ListNode(carry);
p.next = valueNode;
p = valueNode;
}
return dummy.next;
}
}