给定两个非空链表来代表两个非负整数。数字最高位位于链表开始位置。它们的每个节点只存储单个数字。将这两数相加会返回一个新的链表。
你可以假设除了数字 0 之外,这两个数字都不会以零开头。
示例:
输入: (7 -> 2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
输出: 7 -> 8 -> 0 -> 7
结点类如下
1public class ListNode {
2 int val;
3 ListNode next;
4
5 ListNode(int x) {
6 val = x;
7 }
8}
答案:
1public ListNode addTwoNumbers(ListNode list1, ListNode list2) {
2 Stack<Integer> s1 = new Stack<>();
3 Stack<Integer> s2 = new Stack<>();
4 while (list1 != null) {
5 s1.push(list1.val);
6 list1 = list1.next;
7 }
8 while (list2 != null) {
9 s2.push(list2.val);
10 list2 = list2.next;
11 }
12 int sum = 0;
13 ListNode head = new ListNode(0);
14 while (!s1.empty() || !s2.empty()) {
15 if (!s1.empty())
16 sum += s1.pop();
17 if (!s2.empty())
18 sum += s2.pop();
19 head.val = sum % 10;
20 ListNode node = new ListNode(sum / 10);
21 node.next = head;
22 head = node;
23 sum /= 10;
24 }
25 return head.val == 0 ? head.next : head;
26}
解析:
思路其实很简单,就是分别把两个链表的结点先存放到两个栈中,因为链表的最高位是在链表的最开始的位置,所以存放到栈中之后,栈底是高位,栈顶是个位(也是低位),然后两个栈中的元素再相加,因为栈是先进后出的,最先出来的肯定是个位(也是低位),最后出来的肯定是高位,也就是这两个数是从个位开始相加,这也符合加法的运算规律。
1,代码中第19行我们只保存相加的个位数,因为链表的每个结点只能保存一位数,如果有进位就会在下一步进行保存。
2,第20行在保留进位的值。其中第20到22行涉及到链表的插入,这个使用的是头插法,在链表节点的头部插入,比较简单,如果看不懂的,还可以看下前面刚讲的352,数据结构-2,链表。
3,代码第25行先判断链表相加之后的最高位是否有进位,如果有就直接返回,如果没有就返回头结点head的下一个结点即可。
代码比较简单,我们就以上面的例子来画一个图加深一下理解,
对于加法运算这块,我们还可以再来换一种写法
1public ListNode addTwoNumbers(ListNode list1, ListNode list2) {
2 Stack<ListNode> stk1 = new Stack();
3 Stack<ListNode> stk2 = new Stack();
4 while (list1 != null) {
5 stk1.push(list1);
6 list1 = list1.next;
7 }
8 while (list2 != null) {
9 stk2.push(list2);
10 list2 = list2.next;
11 }
12 int carry = 0;
13 ListNode node = null, prev = null;
14 while (!stk1.isEmpty() || !stk2.isEmpty()) {
15 int no1 = !stk1.isEmpty() ? stk1.pop().val : 0;
16 int no2 = !stk2.isEmpty() ? stk2.pop().val : 0;
17 node = new ListNode((no1 + no2 + carry) % 10);
18 carry = (no1 + no2 + carry) / 10;
19 node.next = prev;
20 prev = node;
21 }
22 if (carry != 0) {
23 node = new ListNode(carry);
24 node.next = prev;
25 }
26 return node;
27}
carry表示的是进位的值,上面两种方式虽然写法上有一点差别,但整体思路还是没变,下面我们再来换种思路,使用递归的方式来解决
1public ListNode addTwoNumbers(ListNode list1, ListNode list2) {
2 int size1 = getLength(list1);
3 int size2 = getLength(list2);
4 ListNode head = new ListNode(1);
5 head.next = size1 < size2 ? helper(list2, list1, size2 - size1) : helper(list1, list2, size1 - size2);
6 if (head.next.val > 9) {
7 head.next.val = head.next.val % 10;
8 return head;
9 }
10 return head.next;
11}
12
13//这里链表list1的长度是大于等于list2的长度的
14public ListNode helper(ListNode list1, ListNode list2, int offset) {
15 if (list1 == null)
16 return null;
17 ListNode result = offset == 0 ? new ListNode(list1.val + list2.val) : new ListNode(list1.val);
18 ListNode post = offset == 0 ? helper(list1.next, list2.next, 0) : helper(list1.next, list2, offset - 1);
19 if (post != null && post.val > 9) {
20 result.val += 1;
21 post.val = post.val % 10;
22 }
23 result.next = post;
24 return result;
25}
26
27public int getLength(ListNode list) {
28 int count = 0;
29 while (list != null) {
30 list = list.next;
31 count++;
32 }
33 return count;
34}
getLength表示的是计算链表的长度,代码很容易理解。这题解法思路奇特的地方在第4行,他先默认两个链表相加,最高位会有进位,然后在第6行进行判断,如果确实有进位,修改一下head.next的值,然后返回head,如果没有进位,直接在第10行返回head.next即可。这段代码的核心是在helper方法中,我们来仔细分析一下
1,list1的长度是大于等于list2的长度的,offset表示的是list1的长度与list2长度的差值,如果list1长度大于list2的长度,那么offset是正数,如果list1长度等于list2的长度,那么offset就是0,offset不可能是负数,因为list1长度不可能小于list2的长度。
2,第17行是创建一个新的结点,如果两个链表长度相等,这个新的结点的值就是这两个链表的头结点相加(注意这里的头结点是一直变的),否则新结点的值就是list1的头结点的值。
3,然后第18行进行这种递归的操作后续结点
4,19行判断后续结点是否有进位,如果有进位再处理进位的问题
5,第23行是链表的连接,连接之后在24行直接返回。
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