探索LeetCode热门100题目：「两数相加」——携手并进，携手探索

2024-01-05 01:09:08

序幕：算法之美，LeetCode之门

算法是计算机科学的基石，而LeetCode则是算法学习的殿堂。这里汇聚了众多经典算法题目，等待着我们去探索、去征服。LeetCode热门100题目更是精华中的精华，是算法学习的必经之路。

第一幕：两数相加，携手并进

「两数相加」题目是这样的：给你两个非空链表，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。

听起来很简单，对吧？但是，当我们真正开始动手解决时，却会发现其中蕴含着不少奥秘。

第二幕：链表结构，数据之桥

在解决「两数相加」之前，我们首先要理解链表结构。链表是一种常用的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含一个数据项和一个指向下一个节点的指针。链表的优势在于，它可以动态地增加或删除节点，而不需要移动其他节点，因此非常适合存储动态变化的数据。

第三幕：相加算法，携手同行

理解了链表结构之后，我们就可以开始设计相加算法了。我们从链表的尾部开始，逐位相加，将进位保留到下一位。如果链表长度不同，则在较短的链表末尾补0。

def addTwoNumbers(l1, l2):
    dummy = ListNode(0)
    current = dummy
    carry = 0

    while l1 or l2 or carry:
        val1 = l1.val if l1 else 0
        val2 = l2.val if l2 else 0
        total = val1 + val2 + carry
        carry = total // 10
        current.next = ListNode(total % 10)
        current = current.next
        l1 = l1.next if l1 else None
        l2 = l2.next if l2 else None

    return dummy.next

第四幕：实践出真知，代码磨炼

在理解了相加算法之后，我们就可以开始编写代码了。我们可以使用Python、Java、C++等语言来实现这个算法。

# Python代码示例
def addTwoNumbers(l1, l2):
    dummy = ListNode(0)
    current = dummy
    carry = 0

    while l1 or l2 or carry:
        val1 = l1.val if l1 else 0
        val2 = l2.val if l2 else 0
        total = val1 + val2 + carry
        carry = total // 10
        current.next = ListNode(total % 10)
        current = current.next
        l1 = l1.next if l1 else None
        l2 = l2.next if l2 else None

    return dummy.next


# Java代码示例
public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
    ListNode dummy = new ListNode(0);
    ListNode current = dummy;
    int carry = 0;

    while (l1 != null || l2 != null || carry != 0) {
        int val1 = l1 != null ? l1.val : 0;
        int val2 = l2 != null ? l2.val : 0;
        int sum = val1 + val2 + carry;
        carry = sum / 10;
        ListNode node = new ListNode(sum % 10);
        current.next = node;
        current = current.next;
        l1 = l1 != null ? l1.next : null;
        l2 = l2 != null ? l2.next : null;
    }

    return dummy.next;
}


# C++代码示例
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
    ListNode* dummy = new ListNode(0);
    ListNode* current = dummy;
    int carry = 0;

    while (l1 || l2 || carry) {
        int val1 = l1 ? l1->val : 0;
        int val2 = l2 ? l2->val : 0;
        int sum = val1 + val2 + carry;
        carry = sum / 10;
        ListNode* node = new ListNode(sum % 10);
        current->next = node;
        current = current->next;
        l1 = l1 ? l1->next : nullptr;
        l2 = l2 ? l2->next : nullptr;
    }

    return dummy->next;
}