445.add-two-numbers-ii.md

题目地址(445. 两数相加 II)

https://leetcode-cn.com/problems/add-two-numbers-ii/

题目描述

给你两个 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一位数字。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。   进阶： 如果输入链表不能修改该如何处理？换句话说，你不能对列表中的节点进行翻转。   示例： 输入：(7 -> 2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4) 输出：7 -> 8 -> 0 -> 7 

前置知识

• 链表
• 栈

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• 字节

思路

由于需要从低位开始加，然后进位。 因此可以采用栈来简化操作。 依次将两个链表的值分别入栈 stack1 和 stack2，然后相加入栈 stack，进位操作用一个变量 carried 记录即可。

最后根据 stack 生成最终的链表即可。

也可以先将两个链表逆置，然后相加，最后将结果再次逆置。

关键点解析

• 栈的基本操作
• carried 变量记录进位
• 循环的终止条件设置成stack.length > 0 可以简化操作
• 注意特殊情况， 比如 1 + 99 = 100

代码

• 语言支持：JS，C++, Python3

JavaScript Code:

/* * @lc app=leetcode id=445 lang=javascript * * [445] Add Two Numbers II *//** * Definition for singly-linked list. * function ListNode(val) { * this.val = val; * this.next = null; * } *//** * @param {ListNode} l1 * @param {ListNode} l2 * @return {ListNode} */varaddTwoNumbers=function(l1,l2){conststack1=[];conststack2=[];conststack=[];letcur1=l1;letcur2=l2;letcurried=0;while(cur1){stack1.push(cur1.val);cur1=cur1.next;}while(cur2){stack2.push(cur2.val);cur2=cur2.next;}leta=null;letb=null;while(stack1.length>0||stack2.length>0){a=Number(stack1.pop())||0;b=Number(stack2.pop())||0;stack.push((a+b+curried)%10);if(a+b+curried>=10){curried=1;}else{curried=0;}}if(curried===1){stack.push(1);}constdummy={};letcurrent=dummy;while(stack.length>0){current.next={val: stack.pop(),next: null,};current=current.next;}returndummy.next;};

C++ Code：

/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * ListNode *next; * ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} * };*/classSolution { public: ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) { auto carry = 0; auto ret = (ListNode*)nullptr; auto s1 = vector<int>(); toStack(l1, s1); auto s2 = vector<int>(); toStack(l2, s2); while (!s1.empty() || !s2.empty() || carry != 0) { auto v1 = 0; auto v2 = 0; if (!s1.empty()) { v1 = s1.back(); s1.pop_back(); } if (!s2.empty()) { v2 = s2.back(); s2.pop_back(); } auto v = v1 + v2 + carry; carry = v / 10; auto tmp = newListNode(v % 10); tmp->next = ret; ret = tmp; } return ret; } private:// 此处若返回而非传入vector，跑完所有测试用例多花8msvoidtoStack(const ListNode* l, vector<int>& ret) { while (l != nullptr) { ret.push_back(l->val); l = l->next; } } }; // 逆置，相加，再逆置。跑完所有测试用例比第一种解法少花4msclassSolution { public: ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) { auto rl1 = reverseList(l1); auto rl2 = reverseList(l2); auto ret = add(rl1, rl2); returnreverseList(ret); } private: ListNode* reverseList(ListNode* head) { ListNode* prev = NULL; ListNode* cur = head; ListNode* next = NULL; while (cur != NULL) { next = cur->next; cur->next = prev; prev = cur; cur = next; } return prev; } ListNode* add(ListNode* l1, ListNode* l2) { ListNode* ret = nullptr; ListNode* cur = nullptr; int carry = 0; while (l1 != nullptr || l2 != nullptr || carry != 0) { carry += (l1 == nullptr ? 0 : l1->val) + (l2 == nullptr ? 0 : l2->val); auto temp = newListNode(carry % 10); carry /= 10; if (ret == nullptr) { ret = temp; cur = ret; } else { cur->next = temp; cur = cur->next; } l1 = l1 == nullptr ? nullptr : l1->next; l2 = l2 == nullptr ? nullptr : l2->next; } return ret; } };

Python Code:

# Definition for singly-linked list.# class ListNode:# def __init__(self, x):# self.val = x# self.next = NoneclassSolution: defaddTwoNumbers(self, l1: ListNode, l2: ListNode) ->ListNode: deflistToStack(l: ListNode) ->list: stack, c= [], lwhilec: stack.append(c.val) c=c.nextreturnstack# transfer l1 and l2 into stacksstack1, stack2=listToStack(l1), listToStack(l2) # add stack1 and stack2diff=abs(len(stack1) -len(stack2)) stack1= ([0]*diff+stack1iflen(stack1) <len(stack2) elsestack1) stack2= ([0]*diff+stack2iflen(stack2) <len(stack1) elsestack2) stack3= [x+yforx, yinzip(stack1, stack2)] # calculate carry for each item in stack3 and add one to the item before itcarry=0fori, valinenumerate(stack3[::-1]): index=len(stack3) -i-1carry, stack3[index] =divmod(val+carry, 10) ifcarryandindex==0: stack3= [1] +stack3elifcarry: stack3[index-1] +=1# transfer stack3 to a linkedListresult=ListNode(0) c=resultforiteminstack3: c.next=ListNode(item) c=c.nextreturnresult.next

复杂度分析

其中 M 和 N 分别为两个链表的长度。

• 时间复杂度：$O(M + N)$
• 空间复杂度：$O(M + N)$

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