2. 两数相加

给你两个 非空 的链表,表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的,并且每个节点只能存储 一位 数字。

请你将两个数相加,并以相同形式返回一个表示和的链表。

你可以假设除了数字 0 之外,这两个数都不会以 0 开头。

示例 1:

img

1
2
3
输入:l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出:[7,0,8]
解释:342 + 465 = 807.

示例 2:

1
2
输入:l1 = [0], l2 = [0]
输出:[0]

示例 3:

1
2
输入:l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
输出:[8,9,9,9,0,0,0,1]

提示:

  • 每个链表中的节点数在范围 [1, 100]
  • 0 <= Node.val <= 9
  • 题目数据保证列表表示的数字不含前导零

📖 文字题解

方法一:模拟

思路与算法

由于输入的两个链表都是逆序存储数字的位数的,因此两个链表中同一位置的数字可以直接相加。

我们同时遍历两个链表,逐位计算它们的和,并与当前位置的进位值相加。具体而言,如果当前两个链表处相应位置的数字为 n1,n2,进位值为 carry,则它们的和为 n1+n2+carry;其中,答案链表处相应位置的数字为 (n1+n2+carry)mod10,而新的进位值为 image-20250204200350639

如果两个链表的长度不同,则可以认为长度短的链表的后面有若干个 0 。

此外,如果链表遍历结束后,有 carry>0,还需要在答案链表的后面附加一个节点,节点的值为 carry。

代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
class Solution {
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode head = null, tail = null; // 初始化结果链表的头和尾指针
int carry = 0; // 初始化进位值为0

// 遍历两个链表,直到两个链表都为空
while (l1 != null || l2 != null) {
// 获取当前节点的值,如果节点为空,则值为0
int n1 = l1 != null ? l1.val : 0;
int n2 = l2 != null ? l2.val : 0;

// 计算当前位的和,包括进位
int sum = n1 + n2 + carry;

// 创建新节点,并将其添加到结果链表
if (head == null) {
// 如果结果链表为空,创建头节点和尾节点
head = tail = new ListNode(sum % 10);
} else {
// 如果结果链表不为空,将新节点添加到尾部
tail.next = new ListNode(sum % 10);
tail = tail.next;
}

// 更新进位值
carry = sum / 10;

// 移动到下一个节点
if (l1 != null) {
l1 = l1.next;
}
if (l2 != null) {
l2 = l2.next;
}
}

// 如果最后有进位,则添加一个新节点
if (carry > 0) {
tail.next = new ListNode(carry);
}

// 返回结果链表的头节点
return head;
}
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(max(m,n)),其中 m 和 n 分别为两个链表的长度。我们要遍历两个链表的全部位置,而处理每个位置只需要 O(1) 的时间。

  • 空间复杂度:O(1)。注意返回值不计入空间复杂度。