轻松理解！LeetCode 2. 两数相加：初探链表操作艺术

闲谈

2023-10-30 02:58:42

揭秘两数相加：算法与编码的巧妙艺术

简介

在计算机科学的广袤世界中，链表是一种常见的数据结构，用于存储和操作线性数据。在 LeetCode 2. 两数相加这道经典题目中，你将面临两个非空链表，它们分别代表两个非负整数。你的任务是将这两个整数相加，并以链表的形式返回结果。

算法设计：逐步分解，逐个击破

解决这道题目的关键在于正确理解题目要求，并将其分解成易于管理的小任务。

理解题目要求：
- 两个链表的元素顺序与数字的位数顺序相反。
- 需要将两个链表中的数字相加，并将结果存储在一个新的链表中。
将问题分解成小任务：
- 首先，需要遍历两个链表，并逐位相加每个节点的值。
- 其次，如果相加的结果大于等于 10，则需要将进位值传递给下一个节点。
- 最后，将结果链表返回。

解决方案：递归与迭代，各显神通

1. 递归解法：层层递进，化繁为简

递归解法是一种经典的解决方案，它通过将问题分解成更小的子问题来解决。

def addTwoNumbers(l1, l2):
    # 如果两个链表都为空，则返回一个空链表。
    if not l1 and not l2:
        return None

    # 如果其中一个链表为空，则返回另一个链表。
    if not l1:
        return l2
    if not l2:
        return l1

    # 获取两个链表的当前节点值。
    val1 = l1.val
    val2 = l2.val

    # 计算当前节点的和并取余数。
    sum = val1 + val2
    carry = sum // 10
    remainder = sum % 10

    # 创建新的节点，并将余数作为其值。
    newNode = ListNode(remainder)

    # 递归调用函数来处理剩余的节点。
    newNode.next = addTwoNumbers(l1.next, l2.next)

    # 如果有进位，则在新的节点后面添加一个进位节点。
    if carry:
        newNode.next = ListNode(carry)

    # 返回新的节点。
    return newNode

2. 迭代解法：稳步前行，循序渐进

迭代解法是一种非递归的解决方案，它通过使用循环来处理链表中的每个节点。

def addTwoNumbers(l1, l2):
    # 初始化结果链表。
    result = ListNode(0)

    # 初始化两个链表的当前节点。
    curr1 = l1
    curr2 = l2

    # 初始化进位值。
    carry = 0

    # 循环遍历两个链表。
    while curr1 or curr2 or carry:
        # 获取两个链表的当前节点值。
        val1 = curr1.val if curr1 else 0
        val2 = curr2.val if curr2 else 0

        # 计算当前节点的和并取余数。
        sum = val1 + val2 + carry
        carry = sum // 10
        remainder = sum % 10

        # 创建新的节点，并将余数作为其值。
        newNode = ListNode(remainder)

        # 将新的节点添加到结果链表中。
        result.next = newNode

        # 将当前节点移动到下一个节点。
        curr1 = curr1.next if curr1 else None
        curr2 = curr2.next if curr2 else None

    # 返回结果链表。
    return result.next