10、链表求和
大约 7 分钟数据结构算法算法基地面试刷题
题目描述
之前我们一起做了链表中的几个经典题型，找到倒数第 k 个节点，找链表中点，判断链表中环的起点，合并链表，反转链表，删除链表中重复值。这些是链表中的经典问题，面试中也经常会考的问题，然后下面我们继续做一道链表题目，也是面试中经常会考的题目，链表求和问题。
另外有一些小伙伴说，虽然一天一道题不算多，但是每天读题，做题加消化稍微有点跟不上，所以我打算每个周的工作日进行更新题目，到周末的时候对本周的题目进行总结，然后为大家再写一些别的东西。下面我们一起来看一下今天的题目吧。
为保证严谨性，所有文章中的代码都在网站进行验证，大家可以放心食用。
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 1：
输入：(7 -> 1 -> 6) + (5 -> 9 -> 2)，即 617 + 295
输出：2 -> 1 -> 9，即 912
示例 2：
输入：(9 -> 9) + (9 -> 9)，即 99 + 99
输出：8 -> 9 -> 1
示例 3：
输入：(5) + (5)，即 5 + 5
输出：0 -> 1
题目解析
这个题目很容易理解，就是将链表数值进行求和，刚开始做题的同学可能会有这种思路，这个题目我们分别遍历两个链表得到他们的数，然后进行相加，再放到新的链表中，但是这样是行不通的，
因为我们需要考虑溢出的情况，java 中 int 型的范围为 -2147483648 到 +2147483648，即 -2^31 到 2^31。
所以链表比较长的话进行求和就会溢出，所以我们不能提取过之后再进行相加，
我们应该对链表的每一位进行相加，然后通过链表的和，判断是否需要像下一位进行传递，
就好比小时候我们用竖式进行加法一样，判断两位相加是否大于 10，大于 10 则进 1。
了解了思路，但是想完全实现代码也不是特别容易，这里需要注意的三个点就是，
我们需要根据两个链表的长度，不断对新链表添加节点。
需要创建一个变量用来保存进位值。
当跳出循环之后，需要根据进位值来判断需不需要再对链表长度加 1。
这三条可以结合代码理解进行。
注：进位值只能是 0 或 1，因为每一位最大为 9，9+9=18；
注：这里需要注意得时，链表遍历结束，我们应该跳出循环，但是我们的 nlist 仍在尾部添加了 1 节点，那是因为跳出循环时，summod 值为 1，所以我们需要在尾部再添加一个节点。
代码
Java Code:
class Solution {
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
//待会儿要返回的链表
ListNode nList = new ListNode(-1);//哑节点
ListNode tempnode = nList;
//用来保存进位值，初始化为0
int summod = 0;
while(l1 != null || l2 != null) {
//如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
//判断是否为空，为空就设为0
int l1num = l1 == null ? 0 : l1.val;
int l2num = l2 == null ? 0 : l2.val;
//将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
int sum = l1num+l2num+summod;
//更新进位值，例18/10=1，9/10=0
summod = sum/10;
//新节点保存的值，18%8=2，则添加2
sum = sum%10;
//添加节点
tempnode.next = new ListNode(sum);
//移动指针
tempnode = tempnode.next;
if (l1 != null) {
l1 = l1.next;
}
if (l2 != null) {
l2 = l2.next;
}
}
//最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
if (summod != 0) {
tempnode.next = new ListNode(summod);
}
return nList.next;//去除哑节点
}
}
C++ Code:
class Solution {
public:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
//待会儿要返回的链表
ListNode * nList = new ListNode(-1);//哑节点
ListNode * tempnode = nList;
//用来保存进位值，初始化为0
int summod = 0;
while(l1 != nullptr || l2 != nullptr) {
//如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
//判断是否为空，为空就设为0
int l1num = l1 == nullptr ? 0 : l1->val;
int l2num = l2 == nullptr ? 0 : l2->val;
//将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
int sum = l1num + l2num + summod;
//更新进位值，例18/10=1，9/10=0
summod = sum / 10;
//新节点保存的值，18%8=2，则添加2
sum = sum % 10;
//添加节点
tempnode->next = new ListNode(sum);
//移动指针
tempnode = tempnode->next;
if (l1 != nullptr) {
l1 = l1->next;
}
if (l2 != nullptr) {
l2 = l2->next;
}
}
//最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
if (summod != 0) {
tempnode->next = new ListNode(summod);
}
return nList->next;//哑节点
}
};
JS Code:
var addTwoNumbers = function (l1, l2) {
//待会儿要返回的链表
let nList = new ListNode(-1); //哑节点
let tempnode = nList;
//用来保存进位值，初始化为0
let summod = 0;
while (l1 || l2) {
//如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
//判断是否为空，为空就设为0
let l1num = l1 === null ? 0 : l1.val;
let l2num = l2 === null ? 0 : l2.val;
//将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
let sum = l1num + l2num + summod;
//更新进位值，例18/10=1，9/10=0
summod = ~~(sum / 10);
//新节点保存的值，18%8=2，则添加2
sum = sum % 10;
//添加节点
tempnode.next = new ListNode(sum);
//移动指针
tempnode = tempnode.next;
if (l1) {
l1 = l1.next;
}
if (l2) {
l2 = l2.next;
}
}
//最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
if (summod !== 0) {
tempnode.next = new ListNode(summod);
}
return nList.next; //去除哑节点
};
Python Code:
class Solution:
def addTwoNumbers(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
# 待会儿要返回的链表
nList = ListNode(-1) # 哑节点
tempnode = nList
# 用来保存进位值，初始化为0
summod = 0
while l1 is not None o l2 is not None:
# 如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
# 判断是否为空，为空就设为0
l1num = 0 if l1 is None else l1.val
l2num = 0 if l2 is None else l2.val
# 将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
sum_ = l1num + l2num + summod
# 更新进位值，例18/10=1，9/10=0
# 新节点保存的值，1 %8=2，则添加2
# 注：这里使用divmod函数，对上方的代码进行了一丢丢的简化
summod, sum_ = divmod(sum_, 10)
# 添加节点
tempnode.next = ListNode(sum_)
# 移动指针
tempnode = tempnode.next
if l1 is not None:
l1 = l1.next
if l2 is not None:
l2 = l2.next
# 最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
if summod != 0:
tempnode.next = ListNode(summod)
return nList.next # 去除哑节点
Swift Code：
class Solution {
func addTwoNumbers(_ l1: ListNode?, _ l2: ListNode?) -> ListNode? {
var l1 = l1, l2 = l2
var nList = ListNode(-1) // 哑节点
var tempnode = nList
// 用来保存进位值，初始化为0
var summod = 0
while l1 != nil || l2 != nil {
// 链表的节点值
let l1num = l1?.val ?? 0
let l2num = l2?.val ?? 0
// 将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
var sum = l1num + l2num + summod
// 更新进位值，例18/10=1，9/10=0
summod = sum / 10
// 新节点保存的值，18%8=2，则添加2
sum = sum % 10
// 添加节点
tempnode.next = ListNode(sum)
// 移动指针
tempnode = tempnode.next!
if l1 != nil {
l1 = l1?.next
}
if l2 != nil {
l2 = l2?.next
}
}
// 最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
if (summod != 0) {
tempnode.next = ListNode(summod)
}
return nList.next //去除哑节点
}
}
Go Code:
func addTwoNumbers(l1 *ListNode, l2 *ListNode) *ListNode {
root := &ListNode{}
temp := root
// 用来保存进位值，初始化为0
mod := 0
for (l1 != nil || l2 != nil) {
l1num := 0
if l1 != nil { l1num = l1.Val }
l2num := 0
if l2 != nil { l2num = l2.Val }
// 将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
sum := l1num + l2num + mod
// 更新进位值，例18/10=1，9/10=0
mod = sum / 10
// 新节点保存的值，18%8=2，则添加2
sum = sum % 10
newNode := &ListNode{
Val: sum,
}
temp.Next = newNode
temp = temp.Next
if l1 != nil { l1 = l1.Next }
if l2 != nil { l2 = l2.Next }
}
if mod != 0 {
newNode := &ListNode{
Val: mod,
}
temp.Next = newNode
}
return root.Next
}
