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用简单的示例通俗易懂地解析两数相加算法

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两数相加算法的解析

两数相加算法是一种用于计算两个非负整数和的算法。该算法以链表的形式存储这两个整数,链表中的每个节点存储一个数字,节点的顺序与整数的数字顺序相反。例如,数字123将被存储为一个链表,其中第一个节点存储数字3,第二个节点存储数字2,第三个节点存储数字1。

两数相加算法采用递归的方法,从链表的尾部开始逐位相加。当两个链表的长度不同时,较短链表的末尾节点将被视为存储数字0的节点。在相加过程中,如果两个数字的和大于或等于10,则将进位1到下一位。例如,如果两个数字是5和7,那么它们的和是12,我们将把2存储在当前节点,并将1进位到下一位。

两数相加算法的伪代码如下:

def add_two_numbers(l1, l2):
  """
  Calculates the sum of two non-negative integers represented as linked lists.

  Args:
    l1: The first linked list.
    l2: The second linked list.

  Returns:
    The sum of the two integers represented by the linked lists.
  """

  # Initialize the sum linked list.
  sum_list = ListNode(0)

  # Initialize the current node of the sum linked list.
  current_node = sum_list

  # Initialize the carryover.
  carryover = 0

  # While both linked lists are not empty, add the digits and update the carryover.
  while l1 or l2 or carryover:
    # Get the digits from the current nodes of the two linked lists.
    digit1 = l1.val if l1 else 0
    digit2 = l2.val if l2 else 0

    # Add the digits and the carryover.
    sum = digit1 + digit2 + carryover

    # Update the carryover.
    carryover = sum // 10

    # Create a new node with the digit and add it to the sum linked list.
    current_node.next = ListNode(sum % 10)

    # Update the current node of the sum linked list.
    current_node = current_node.next

    # Advance the current nodes of the two linked lists.
    l1 = l1.next if l1 else None
    l2 = l2.next if l2 else None

  # Return the sum linked list.
  return sum_list.next

两数相加算法的时间复杂度和空间复杂度

两数相加算法的时间复杂度为O(max(m, n)),其中m和n是两个链表的长度。这是因为算法需要遍历两个链表,每个链表最多需要遍历m或n次。算法的空间复杂度为O(max(m, n)),这是因为算法需要创建一个新的链表来存储结果。

结语

两数相加算法是一种简单而有效的算法,用于计算两个非负整数的和。该算法采用递归的方法,从链表的尾部开始逐位相加,并将进位传递到下一位。算法的时间复杂度为O(max(m, n)),空间复杂度为O(max(m, n))。