LeetCode高频题2：两数相加

LeetCode高频题2：两数相加

提示：本题是系列LeetCode的150道高频题，你未来遇到的互联网大厂的笔试和面试考题，基本都是从这上面改编而来的题目
互联网大厂们在公司养了一大批ACM竞赛的大佬们，吃完饭就是设计考题，然后去考应聘人员，你要做的就是学基础树结构与算法，然后打通任督二脉，以应对波云诡谲的大厂笔试面试题！
你要是不扎实学习数据结构与算法，好好动手手撕代码，锻炼解题能力，你可能会在笔试面试过程中，连题目都看不懂！比如华为，字节啥的，足够让你读不懂题

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题目

给你两个 非空 的链表，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。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/add-two-numbers
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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一、审题

示例：

输入：l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出：[7,0,8]
解释：342 + 465 = 807.
加法嘛，自然就是带进位的加法
从个位开始加，有进位带着走

示例 2：

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]
示例 3：

输入：l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
输出：[8,9,9,9,0,0,0,1]

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转数字加法是不行的！

加法嘛，自然就是带进位的加法
从个位开始加，有进位带着走

首先你得了解计算机中存的数字的类型
int 32位长度的二进制，最大就2的32次方那么大，你数字的范围超过了这个范围
就没法表示了，问题就在这

如果你把链表直接转数字，加了之后，再转链表返回，一定会失败的，因为数字太大那种，没法加！

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笔试AC解：遍历链表放数组，然后带进位加法，加就完事，空间复杂度o(n)

遍历俩表，找俩数组放起来
比如a数组，b数组分别放链表head1和head2

手撕代码很简单，耗费额外空间
但是大厂绝不会给你出这么简单的题目…………

就是繁琐，但是思想很简单，中间要注意结果ans需要多准备一个位置，最后最高位的进位如果是1，那还需要多增1位，否则进位是0不管了，也不需要生成链表

        //复习笔试AC解，转数组，带进位相加
        public static ListNode addTwoNumbersReview(ListNode l1, ListNode l2){
            if (l1 == null && l2 == null) return null;
            if (l1 == null) return l2;
            if (l2 == null) return l1;

            int N1 = 0;
            int N2 = 0;
            ListNode cur = l1;
            while (cur != null){
                N1++;//统计N1长度
                cur = cur.next;
            }
            cur = l2;
            while (cur != null){
                N2++;//统计N2长度
                cur = cur.next;
            }

            //遍历俩链表，放入数组
            int[] a = new int[N1];
            int[] b = new int[N2];
            cur = l1;
            int index = 0;
            while (cur != null){
                a[index++] = cur.val;//转移
                cur = cur.next;
            }
            cur = l2;
            index = 0;
            while (cur != null){
                b[index++] = cur.val;//转移
                cur = cur.next;
            }

            //可以玩加法了
            int c = 0;//进位
            index = 0;
            int N = Math.max(N1, N2) + 1;//最大就是结果--多备份一个位置，万一是进位多出来了呢
            int[] ans = new int[N];//结果
            for (; index < N1 && index < N2; index++) {
                //最多不会超短的长度
                int tmp = a[index] + b[index] + c;//带进位加法
                c = tmp/10;//把最高位拿下来11/10=1,进位，11%10模取余是1,这个是加法之后的非进位数
                ans[index] = tmp % 10;
            }
            //把剩余的转移到ans中，把最高位那个进位带上
            for (; index < N - 1; index++) {//多备份那个位置不管
                //转移余下的数--看是谁长，加谁，a长转移a的，b长转移b的
                int tmp = (N1 >= N2 ? a[index] : b[index]) + c;//带进位加法
                c = tmp/10;//把最高位拿下来11/10=1,进位，11%10模取余是1,这个是加法之后的非进位数
                ans[index] = tmp % 10;
            }
            //注意，可能最后还有一个c=1呢，要加上,c是0jiusuanl
            ans[N - 1] = c != 0 ? c : 0;
            //然后把数组整为链表
            ListNode head = new ListNode(ans[0]);//头
            cur = head;
            for (int i = 1; i < N; i++) {
                if (i == N -1 && ans[i] == 0) break;//最后那个位置是0就算了
                ListNode newNode = new ListNode(ans[i]);
                cur.next = newNode;
                cur = cur.next;
            }

            return head;//挺复杂度哇
        }

测试

自己再线下测试：

    public static void test(){
        ListNode l1 = new ListNode(9);
        ListNode l2 = new ListNode(9);
        ListNode l3 = new ListNode(9);
        l1.next = l2;
        l2.next = l3;

        ListNode l4 = new ListNode(9);
        ListNode l5 = new ListNode(9);
        ListNode l6 = new ListNode(9);
        ListNode l7 = new ListNode(9);
        ListNode l8 = new ListNode(9);
        ListNode l9 = new ListNode(9);
        ListNode l10 = new ListNode(9);
        ListNode l11 = new ListNode(9);
        ListNode l12 = new ListNode(9);
        ListNode l13 = new ListNode(9);
        l4.next = l5;
        l5.next = l6;
        l6.next = l7;
        l7.next = l8;
        l8.next = l9;
        l9.next = l10;
//        l10.next = l11;
//        l11.next = l12;
//        l12.next = l13;

        ListNode cur = l1;
        while (cur != null){
            System.out.print(cur.val +" ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
        cur = l4;
        while (cur != null){
            System.out.print(cur.val +" ");
            cur = cur.next;
        }

        System.out.println();
        Solution solution = new Solution();
        ListNode res = solution.addTwoNumbers2(l1, l4);
        ListNode ans2 = solution.addTwoNumbersReview(l1, l4);
        while (res != null) {
            System.out.print(res.val +" ");
            res = res.next;
        }
        System.out.println();
        while (ans2 != null) {
            System.out.print(ans2.val +" ");
            ans2 = ans2.next;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

问题不大：

9 9 9 
9 9 9 9 9 9 9
8 9 9 0 0 0 0 1 
8 9 9 0 0 0 0 1 

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面试最优解，空间复杂度o(1)，直接在链表上完成加法

面试官考的绝对不是笔试AC解，它希望你，
能尽可能优化时间复杂度，就优化，本题，必然o(n)时间复杂度绕不开的
那么面试官肯定希望你优化空间复杂度，直接在链表上操作，考的就是你的这点能力，

因此，你需要直接生成链表来加，把进位带着，不要转数组了，而且转数组的代码其实也挺繁冗的，最后还要转数组啥的，麻烦死了

咱们带着链表的进位走一波

有进位，带着往前走

如果最后一位也有进位，也需要不断往下带

手撕代码注意链表的细节即可

//复习面试优化解，转数组，带进位相加
        public static ListNode addTwoNumbersReview2(ListNode l1, ListNode l2) {
            if (l1 == null && l2 == null) return null;
            if (l1 == null) return l2;
            if (l2 == null) return l1;

            int c = 0;//进位
            ListNode cur1 = l1;
            ListNode cur2 = l2;
            int tmp = cur1.val + cur2.val;
            c = tmp/10;//进位
            int val = tmp % 10;//去进位之后的和
            cur1 = cur1.next;
            cur2 = cur2.next;

            ListNode ans = new ListNode(val);//至少是这个结果
            ListNode cur = ans;

            while (cur1 != null && cur2 != null){
                //按照短的加
                tmp = cur1.val + cur2.val + c;//带进位
                c = tmp/10;//进位
                val = tmp % 10;//去进位之后的和
                ListNode newNode = new ListNode(val);
                cur.next = newNode;//挂接到ans上
                cur = cur.next;
                cur1 = cur1.next;
                cur2 = cur2.next;
            }
            cur1 = cur1 != null ? cur1 : cur2;//把长的给cur1吧，然后剩下的也给ans
            while (cur1 != null){
                //剩下的转移
                tmp = cur1.val + c;//带进位
                c = tmp/10;//进位
                val = tmp % 10;//去进位之后的和
                ListNode newNode = new ListNode(val);
                cur.next = newNode;//挂接到ans上
                cur = cur.next;
                cur1 = cur1.next;
            }
            //最后看c的情况
            if (c != 0){
                ListNode newNode = new ListNode(c);
                cur.next = newNode;//挂接到ans上
            }

            return ans;
        }

不过为啥内存还降低了呢？

自己测试一把：

    public static void test(){
        ListNode l1 = new ListNode(9);
        ListNode l2 = new ListNode(9);
        ListNode l3 = new ListNode(9);
        l1.next = l2;
        l2.next = l3;

        ListNode l4 = new ListNode(9);
        ListNode l5 = new ListNode(9);
        ListNode l6 = new ListNode(9);
        ListNode l7 = new ListNode(9);
        ListNode l8 = new ListNode(9);
        ListNode l9 = new ListNode(9);
        ListNode l10 = new ListNode(9);
        ListNode l11 = new ListNode(9);
        ListNode l12 = new ListNode(9);
        ListNode l13 = new ListNode(9);
        l4.next = l5;
        l5.next = l6;
        l6.next = l7;
        l7.next = l8;
        l8.next = l9;
        l9.next = l10;
//        l10.next = l11;
//        l11.next = l12;
//        l12.next = l13;

        ListNode cur = l1;
        while (cur != null){
            System.out.print(cur.val +" ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
        cur = l4;
        while (cur != null){
            System.out.print(cur.val +" ");
            cur = cur.next;
        }

        System.out.println();
        Solution solution = new Solution();
        ListNode res = solution.addTwoNumbers2(l1, l4);
        ListNode ans2 = solution.addTwoNumbersReview(l1, l4);
        ListNode ans3 = solution.addTwoNumbersReview2(l1, l4);
        while (res != null) {
            System.out.print(res.val +" ");
            res = res.next;
        }
        System.out.println();
        while (ans2 != null) {
            System.out.print(ans2.val +" ");
            ans2 = ans2.next;
        }
        System.out.println();
        while (ans3 != null) {
            System.out.print(ans3.val +" ");
            ans3 = ans3.next;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }

问题不大：

9 9 9 
9 9 9 9 9 9 9 
8 9 9 0 0 0 0 1 
8 9 9 0 0 0 0 1 
8 9 9 0 0 0 0 1 

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总结

提示：重要经验：

1）链表的操作就是代码细节要coding清楚，其他都还好，而且链表的题目，往往就是优化空间复杂度，没啥别的骚操作
3）笔试求AC，可以不考虑空间复杂度，但是面试既要考虑时间复杂度最优，也要考虑空间复杂度最优。