Leetcode 002. 两数相加

1.题目描述

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

2.我的错误版本

2.1 解题思路

题中链表顺序正好是低位到高位，先低位相加，有进位保持，下一位计算加上进位，直到最高位相加，如果有进位，生成新的结点保存。

2.2 我的错误代码

有时候，从错误中才能学到真知识。

现在刷题，很容易到网上找到各种答案，因此，初学者往往因为无法忍受一遍又一遍的调试，而放弃独立思考，选择取拷贝别人的代码，以理解别人的代码代替了自己刷题的那个拔高的训练过程，这实在是很可惜的，刷题的效果会大打折扣。

我的错误：

1. 应当创建新的链表来保存结果，保留原链表。因为传入原链表L1和L2可能还需要用到，不能轻易更改；
2. 解题思路不对：

• • a.用了繁琐的思路
  • b.用了繁琐的思路但没有列举全所有可能的情况：（1）两个链表一样长；（2）L1比L2长；（3）L2比L1长；（4）两个链表均为单结点，如5和5，这个测试用例反复修改，过不了，最后发现要换思路才能过。（方法不对，努力白费）
  • c.链表遍历，不用遍历到NULL，处理NULL很繁琐。

//执行结果错误，方法不对，努力白费，用这个思路改了好多遍，放弃了这个错误或繁琐的思路。

//没有创建全新的链表，使用L1、L2中较长的保存结果
class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {

        unsigned int count1 = 0, count2 = 0;//统计两个链表长度
        unsigned int carry = 0; //进位

        while (l1 != NULL && l2 != NULL)
        {
            l1->val = (l1->val + l2->val + carry) % 10;
            l2->val = (l1->val + l2->val + carry) % 10;
            
            //判断有无进位
            if ((l1->val + l2->val + carry) / 10 != 0)
                carry = 1;
            else
                carry = 0;

            // ((l1->val + l2->val + carry) / 10 != 0)？carry = 1 ： carry = 0 ;

            l1 = l1->next;
            l2 = l2->next;
        }

        if (l1 != NULL)
        {   //L1更长，剩余链表处理
            while (l1 != NULL)
            {
                l1->val = (l1->val + carry) % 10;
                if ((l1->val + carry) / 10 != 0)
                    carry = 1;
                else
                    carry = 0;
                l1 = l1->next;
            }
            if (l1 == NULL && carry == 1)
                ListNode(1);
            return l1;
        }
        else
        {   //L2更长，剩余链表处理
            while (l2 != NULL)
            {
                l2->val = (l2->val + carry) % 10;
                if ((l2->val + carry) / 10 != 0)
                    carry = 1;
                else
                    carry = 0;
                l2 = l2->next;
            }
            if (l2 == NULL && carry == 1)
                ListNode(1);
            return l2;
        }

    }
};

3.正确简洁版本

        好的代码应该用比较通用的形式，概括表达出所有可能的情况。代码中红色标注的行是关键行。

//一般地，建议建立新链表保存结果，不在原链表上直接做修改，因为原链表可能还要使用。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

struct ListNode {
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};

typedef ListNode* LinkList;

class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {

        unsigned int carry = 0; //进位

        ListNode* Hl3 = new ListNode(0);//头节点
        ListNode* l3 = Hl3;

        int a = 0;
        int b = 0;
        int temp = 0;
          
        while (l1 != NULL || l2 != NULL)
        {
            //判断a和b的取值
            if (l1 == NULL) a = 0;
            else a = l1->val;
            if (l2 == NULL) b = 0;
            else b = l2->val;

            //a = (l1==NULL?) 0 : l1->val;
            //b = (l2==NULL?) 0 : l2->val;

            temp = (a + b + carry) % 10;

            //有无进位
            if ((a + b + carry) / 10 != 0)
                carry = 1;
            else
                carry = 0;

            //创建新结点，保存temp
            l3->next = new ListNode(temp);
            l3 = l3->next;

            if (l1) l1 = l1->next;
            if (l2) l2 = l2->next;
        }

        //最后的进位
        if (carry == 1) {
            l3->next = new ListNode(1);
        }

        return Hl3->next;


    }
};

int main()
{
    ListNode* p1 = new ListNode(1);
    ListNode* p2 = new ListNode(4);
    ListNode* p3 = new ListNode(3);
    p1->next = p2;
    p2->next = p3;
    p3->next = NULL;

    ListNode* q1 = new ListNode(5);
    ListNode* q2 = new ListNode(6);
    ListNode* q3 = new ListNode(2);
    q1->next = q2;
    q2->next = q3;
    q3->next = NULL;

    Solution test;
    ListNode* t1 = test.addTwoNumbers(p1, q1);
    while (t1) {
        cout << t1->val << endl;
        t1 = t1->next;
    }
    return 0;
}

//可能的问题：内存泄漏，创建的头节点Hl3最终没有被释放。

4.用时更少的范例

//来源：Leetcode官网提交的答案
//基本思路和方式是相似的

/*
*
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */

//优化C++I/O提速
static const auto __ = []() {
  ios::sync_with_stdio(false);
  cin.tie(nullptr);
  return nullptr;
}();

class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        ListNode* L_result = new ListNode(0);
        ListNode* a = l1;
        ListNode* b = l2;
        ListNode*cur = L_result;
        int carry = 0;
        while(a != NULL || b != NULL)
        {
            int val1 = a != NULL ? a->val : 0;
            int val2 = b != NULL ? b->val : 0;
            int sum = val1 + val2 + carry;
            carry = bool(sum / 10);
            cur->next = new ListNode(sum %10);
            
            //先判是否为空，再赋值
            if(a != NULL)
            {
                a = a->next;
            }
            if(b != NULL)
            {
                b = b->next;
            }
            cur = cur->next;
        }
        if(carry)
        {
           cur->next = new ListNode(1);
        }
        return L_result->next;
        
    }
};

//可能的问题：内存泄漏，创建的头节点L_result最终没有被释放。

5.两数相加 II

       跳转另一篇博客：Leetcode 445. 两数相加 II

参考资料：

1. [LeetCode] Add Two Numbers 两个数字相加