两数相加（Add Two Numbers）

题目

英文

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.

中文

给出两个 非空 的链表用来表示两个非负的整数。其中，它们各自的位数是按照 逆序 的方式存储的，并且它们的每个节点只能存储 一位 数字。

如果，我们将这两个数相加起来，则会返回一个新的链表来表示它们的和。

您可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

示例：

输入：(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)

输出：7 -> 0 -> 8

原因：342 + 465 = 807

解答

按照一般的加法规则计算，从低位往高位进行计算，如果某一位计算超过10就进一（当前为取余），当高位没有的时候，就补0即可。这里已经是逆序排列来，那么直接循环进行计算

Java

case1

public class Solution {

    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode result = null;
        //上一个节点数据的临时保持，方便添加当前节点的结果
        ListNode lastNode = null;
        // 判断上一个节点计算结果是否有进位
        boolean lastNodeHasStepIn = false;

        // 按照加法的计算，同步进位即可，
        while (l1 != null || l2 != null) {
            int curVal = (l1 != null ? l1.val : 0) + (l2 != null ? l2.val : 0);
            // 低位是否有进位
            if (lastNodeHasStepIn) {
                curVal += 1;
                lastNodeHasStepIn = false;
            }

            //判断是否存在进位
            if (curVal >= 10) {
                curVal = curVal % 10;
                lastNodeHasStepIn = true;
            }

            ListNode currentNode = new ListNode(curVal);
            //todo 可以节省这一步，提升时间效率
            if (result == null) {
                result = currentNode;
            } else {
                lastNode.next = currentNode;
            }
            // 切换Node
            lastNode = currentNode;
            l1 = l1 == null ? null : l1.next;
            l2 = l2 == null ? null : l2.next;
        }

        if (lastNodeHasStepIn) {
            ListNode next = new ListNode(1);
            result.next = next;
        }

        return result;
    }
}


class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    ListNode(int x) {
        val = x;
    }
}

结论： 接受

时间：2 ms（96.54%）

内存：45.8 MB（ 56.11%）

分析

上面的算法中，lastNodeHasStepIn 不断判断会增加时间，其中对 result == null 的每一步判断实际上不需要，同样增加了时间，其实只是第一步的时候需要。那么可以进行优化如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode result = new ListNode(-1);
        //上一个节点数据的临时保持，方便添加当前节点的结果
        ListNode lastNode = result;
        // 上一步的进位为0；默认没有
        int stepIn = 0;

        // 按照加法的计算，同步进位即可，
        while (l1 != null || l2 != null) {
            // 两数同位之后，加上低位的步进
            int curVal = (l1 != null ? l1.val : 0)
                    + (l2 != null ? l2.val : 0)
                    + stepIn;

            //计算是否有步进，强制取整
            stepIn = curVal / 10;
            // 取余获得数值，如果有步进的话
            curVal = curVal % 10;

            lastNode.next = new ListNode(curVal);
            // 切换Node
            lastNode = lastNode.next;
            l1 = l1 == null ? null : l1.next;
            l2 = l2 == null ? null : l2.next;
        }

        if (stepIn > 0) {
            lastNode.next = new ListNode(stepIn);
        }

        return result.next;

    }
}

结论： 接受

时间：2 ms（96.54%）

内存：45 MB（ 61.38% ）

好吧时间居然没有减少，倒是内存少了，感觉判断条件对最终结果影响不大，所以我最终改成了如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode result = null;
        ListNode lastNode = null;
        int stepIn = 0;

        while (l1 != null || l2 != null) {
            int curVal = (l1 != null ? l1.val : 0)
                    + (l2 != null ? l2.val : 0)
                    + stepIn;

            stepIn = curVal / 10;
            curVal = curVal % 10;

            ListNode curNode = new ListNode(curVal);
            if (result != null) {
                lastNode.next = curNode;

            } else {
                result = curNode;
            }

            lastNode = curNode;
            l1 = l1 == null ? null : l1.next;
            l2 = l2 == null ? null : l2.next;
        }

        if (stepIn > 0) {
            lastNode.next = new ListNode(stepIn);
        }

        return result;
    }
}