04计算两个单链表所代表的数之和★★★★

04计算两个单链表所代表的数之和★★★★

• ​​题目描述（难度：中等）​​
• ​​单链表结构​​
• ​​方法一：链表相加​​

• ​​复杂度分析​​

• ​​主函数​​
• ​​参考文献​​

题目描述（难度：中等）

给定两个单链表，链表的每个结点代表一位数，计算两个数的和。例如：输入链表 (3->1->5)和链表(5->9->2) ，输出：8->0->8，即 513+295=808，注意个位数在链表头。（来源：华为）

单链表结构

class LNode:
    def __init__(self):
        self.data = None # 数据域
        self.next = None # 指针域

• 由于单链表中每个结点的地址都存储在其前驱结点的指针域中，因此，对单链表中任何一个结点的访问只能从链表的头指针开始进行遍历。
• 注意：在修改结点指针域的时候，记录下后继结点的地址，否则会丢失后继结点。

方法一：链表相加

# 对两个带头结点的单链表所代表的数相加
def add(h1, h2):
    if h1 is None or h1.next is None:
        return h2
    if h2 is None or h2.next is None:
        return h1
    c = 0  # 用来记录进位
    sums = 0  # 用来记录两个结点相加的值
    p1 = h1.next  # 用来遍历h1
    p2 = h2.next  # 用来遍历h2
    tmp = None  # 用来指向新创建的存储相加和的结点
    resultHead = LNode()  # 相加后链表头结点
    resultHead.next = None
    p = resultHead  # 用来指向链表resultHead最后一个结点
    while p1 is not None and p2 is not None:
        tmp = LNode()
        tmp.next = None
        sums = p1.data+p2.data+c
        tmp.data = sums % 10  # 两结点相加和
        c = sums//10  # 进位
        p.next = tmp
        p = tmp
        p1 = p1.next
        p2 = p2.next
    # 链表h2比h1长，接下来只需要考虑h2剩余结点的值
    if p1 is None:
        while p2 is not None:
            tmp = LNode()
            tmp.next = None
            sums = p2.data+c
            tmp.data = sums % 10
            c = sums/10
            p.next = tmp
            p = tmp
            p2 = p2.next
    # 链表h1比h2长，接下来只需要考虑h1剩余结点的值
    if p2 is None:
        while p1 is not None:
            tmp = LNode()
            tmp.next = None
            sums = p1.data+c
            tmp.data = sums % 10
            c = sums/10
            p.next = tmp
            p = tmp
            p1 = p1.next
    # 如果计算完成后还有进位，则增加新的结点
    if c == 1:
        tmp = LNode()
        tmp.next = None
        tmp.data = 1
        p.next = tmp
    return resultHead

复杂度分析

• 时间复杂度为$O(n)$
• 空间复杂度为$O(n)$

主函数

if __name__ == "__main__":
    i = 1
    head1 = LNode()
    head1.next = None
    head2 = LNode()
    head2.next = None
    cur = head1
    addResult = None
    # 构造第一个链表
    link1 = [3, 1, 5]
    for i in link1:
        tmp = LNode()
        tmp.data = i
        tmp.next = None
        cur.next = tmp
        cur = tmp
    cur = head2
    # 构造第二个链表
    link2 = [5, 9, 2]
    for i in link2:
        tmp = LNode()
        tmp.data = i
        tmp.next = None
        cur.next = tmp
        cur = tmp
    print("\nHead1: ", end='')
    cur = head1.next
    while cur is not None:
        print(cur.data, '', end='')
        cur = cur.next
    print("\nHead2: ", end='')
    cur = head2.next
    while cur is not None:
        print(cur.data, '', end='')
        cur = cur.next
    addResult = add(head1, head2)
    print("\n相加后: ", end='')
    cur = addResult.next
    while cur is not None:
        print(cur.data, '', end='')
        cur = cur.next

参考文献

[1] 何海涛. 剑指Offer：名企面试官精讲典型编程题（第2版）. 北京： 电子工业出版社，2017
[2] 张波，楚秦. Python程序员面试算法宝典. 北京：机械工业出版社，2018