用Python和LeetCode打通数据结构大动脉！

闲谈

2024-01-26 23:23:32

Python语言及算法的魅力

Python作为一门简单、功能强大的编程语言，尤其适合初学者和经验丰富的程序员，因为其易于学习和使用。它广泛应用于Web开发、数据科学、机器学习和人工智能等领域。

数据结构和算法是计算机科学的基础，也是软件工程的基础。数据结构是指组织和存储数据的形式，而算法是用来处理和操作数据的步骤。数据结构和算法的巧妙结合可以显著提高程序的性能和效率。

数据结构：链表简介

链表是一种常见的数据结构，由一系列连接的节点组成，每个节点包含一个值和一个指向下一个节点的指针。链表非常适合存储和处理有序的数据，例如数字序列。

算法：两数相加精解

两数相加算法旨在将两个链表表示的非负整数相加，并返回一个表示和的链表。这个算法涉及到多个步骤：

初始化： 将两个链表的头部节点分别定义为l1和l2，并创建一个新的链表head作为结果链表的头部。
相加： 使用循环依次比较l1和l2的当前节点值，将它们的和以及进位值存储在新的链表节点中。
进位处理： 如果l1和l2的和大于或等于10，则将进位值1添加到下一个节点的和中。
链表连接： 将新创建的节点连接到结果链表的尾部。
循环终止： 重复步骤2和3，直到l1和l2都为空。
特殊情况处理： 如果l1或l2较长，则将剩余的节点直接连接到结果链表的尾部。

Python实现两数相加算法

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

def addTwoNumbers(l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
    # 初始化结果链表头节点
    head = ListNode(0)
    # 指向结果链表的当前节点
    current = head
    # 进位值
    carry = 0

    # 循环相加链表节点
    while l1 or l2 or carry:
        # 获取每个链表的当前节点值
        val1 = l1.val if l1 else 0
        val2 = l2.val if l2 else 0

        # 计算当前节点的和
        total = val1 + val2 + carry

        # 更新进位值
        carry = total // 10

        # 创建新节点并将其添加到结果链表中
        current.next = ListNode(total % 10)

        # 将当前节点指向新节点
        current = current.next

        # 将链表节点指针指向下一个节点
        l1 = l1.next if l1 else None
        l2 = l2.next if l2 else None

    # 返回结果链表的头节点
    return head.next