【LeetCode題解---2】Add Two Numbers.md
阿新 • • 發佈:2018-12-11
【LeetCode題解—2】Add Two Numbers
題目
You are given two non-empty linked lists representing two non-negative integers. The digits are stored in reverse order and each of their nodes contain a single digit. Add the two numbers and return it as a linked list.
You may assume the two numbers do not contain any leading zero, except the number 0 itself.
Example:
Input: (2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4) Output: 7 -> 0 -> 8 Explanation: 342 + 465 = 807.
詞彙
non-empty
非空
non-negative
非負
reverse
相反
digits
數字
stored in reverse
反向儲存
each of
每一個
nodes
節點
翻譯
本題主要是類似資料在機器中儲存的方式,我們平常所見的資料比如342,在連結串列中是逆向儲存的所以就成了2->4->3這樣了,同樣5 -> 6 -> 4就是465, 如果這樣轉換後,我們就會發現342+465=807,在十位上相加是超過10向前進一,但是連結串列是逆向的,所以就是向後進一。 因此,本題可以把連結串列中的元素轉換為相應的資料後進行相加,得到的結果在按照相應的格式放入連結串列中,這種方式會很麻煩。應該重新建立一個連結串列,儲存每個節點相加和進位的和。最後應該判斷,進位標誌位是否任然不為0,這時應該繼續建立新的節點,並將進位標誌作為節點的值
解法-Java
解法一
- 由於加法需要從最低位開始運算,而最低位在連結串列末尾,連結串列只能從前往後遍歷,沒法取到前面的元素,那怎麼辦呢?
- 我們可以利用棧來儲存所有的元素,然後利用棧的後進先出的特點就可以從後往前取數字了,
- 我們首先遍歷兩個連結串列,將所有數字分別壓入兩個棧s1和s2中,我們建立一個值為0的head節點,
- 然後開始迴圈,如果棧不為空,則將棧頂數字加入sum中,然後將res節點值賦為sum%10,
- 然後新建一個進位節點point,賦值為sum/10,如果沒有進位,那麼就是0,
- 然後我們head後面連上res,將res指向head,這樣迴圈退出後,
- 我們只要看res的值是否為0,為0返回res->next,不為0則返回res即可
public static ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
// 邊界條件判斷
if (l1 == null) {
return l2;
}else if (l2 == null) {
return l1;
}
ListNode head = new ListNode(0);
ListNode point = head;
int carry = 0;
while (l1 != null && l2 != null) {
int sum = carry + l1.val + l2.val;
ListNode rest = new ListNode(sum % 10);
point.next = rest;
carry = sum / 10;
l1 = l1.next;
l2 = l2.next;
point = point.next;
}
while (l1 != null) {
int sum = carry + l1.val;
ListNode rest = new ListNode(sum % 10);
point.next = rest;
carry = sum / 10;
l1 = l1.next;
point = point.next;
}
while (l2 != null) {
int sum = carry + l2.val;
point.next = new ListNode(sum % 10);
carry = sum / 10;
l2 = l2.next;
point = point.next;
}
if (carry != 0) {
point.next = new ListNode(carry);
}
return head.next;
}
解法二
遍歷兩個連結串列,把各個位數相加,注意進位
public static ListNode addTwoNumbers2(ListNode l1, ListNode l2) {
// 邊界條件判斷
if (l1 == null) {
return l2;
}else if (l2 == null) {
return l1;
}
ListNode list = null;
ListNode next = null;
// 記錄和值
int sum = 0;
// 記錄是否有進位
int b = 0;
while (l1 != null || l2 != null) {
if (l1 != null) {
sum = l1.val;
l1 = l1.next;
}
if (l2 != null) {
sum += l2.val;
l2 = l2.next;
}
sum += b;
b = sum / 10;
// 如果不利用 / 和 % 的話 此處對於 b 和 sum 的賦值就要根據如下注釋掉的方式去做
// 有一丟丟麻煩
// 解法3 中會使用這種方式
/*if (sum > 9) {
// 和值大於9 則代表有進位
sum -= 10;
//b = 1;
} else {
// 無進位
//b = 0;
}*/
if (list == null) {
list = new ListNode(sum % 10);
next = list;
} else {
next.next = new ListNode(sum % 10);
next = next.next;
}
sum = 0;
}
if (b == 1) {
next.next = new ListNode(b);
}
return list;
}
解法三
只遍歷較短的連結串列,剩下的較長連結串列可以直接新增
public static ListNode addTwoNumbers3(ListNode l1, ListNode l2) {
// 邊界條件判斷
if (l1 == null) {
return l2;
}else if (l2 == null) {
return l1;
}
ListNode list = null;
ListNode next = null;
ListNode cl1 = l1.next;
ListNode cl2 = l2.next;
while (true) {
if (cl1 == null) {
cl1 = l1;
cl2 = l2;
break;
} else if (cl2 == null) {
cl1 = l2;
cl2 = l1;
break;
} else {
cl1 = cl1.next;
cl2 = cl2.next;
}
}
int sum = 0;
int b = 0;
while (cl1 != null) {
sum = cl1.val + cl2.val + b;
cl1 = cl1.next;
cl2 = cl2.next;
if (sum > 9) {
sum -= 10;
b = 1;
} else {
b = 0;
}
if (list == null) {
list = new ListNode(sum);
next = list;
} else {
next.next = new ListNode(sum);
next = next.next;
}
sum = 0;
}
next.next = cl2;
while (b == 1) {
if (cl2 == null) {
next.next = new ListNode(b);
break;
}
sum = cl2.val + b;
if (sum > 9) {
sum -= 10;
b = 1;
} else {
b = 0;
}
cl2.val = sum;
cl2 = cl2.next;
next = next.next;
}
return list;
}
解法-Python
解法一
- 定義節點。使用:類+構造方法,構造方法的引數要有節點的數值大小、對下一個節點的指標等。
- 若 l1 表示一個連結串列,則實質上 l1 表示頭節點的指標。
- 先例項一個頭結點,然後在 while 迴圈中逐個加入節點
- del ret 刪除頭結點
#題目中定義的單鏈表類的結構如下:
#class ListNode(object):
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution(object):
def addTwoNumbers(self, l1, l2):
"""
:type l1: ListNode
:type l2: ListNode
:rtype: ListNode
l1,l2為輸入的待加和的兩個串
"""
#將兩個單鏈表串按位掃到列表listnum1和listnum2中
listnum1 = []
listnum2 = []
while l1 != None:
listnum1.append(l1.val)
l1 = l1.next
while l2 != None:
listnum2.append(l2.val)
l2 = l2.next
#將兩個數用整型num1和num2表示出來(**運算為指數運算,eg. 2 ** 3 結果為8)
num1 = 0
num2 = 0
for i in range(len(listnum1)):
num1 = listnum1[i] * (10 ** i) + num1
for j in range(len(listnum2)):
num2 = listnum2[j] * (10 ** j) + num2
#計算結果後,構造結果的單鏈表結構l3
result = num1 + num2
l3 = ListNode(0)
p = ListNode(0)
p = l3
#l3和p指向首節點,構造過程中l3不動,仍指向首節點,p進行構造移動
while result >= 10:
temp = ListNode(None)
p.val = result % 10
p.next = temp
p = temp
result = result / 10
#由於迴圈到最後一個節點時不再構造新節點,於是退出迴圈,並給最後一個節點賦值
p.val = result % 10
return l3