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面试题 02.05. 链表求和

之前我们一起做了链表中的几个经典题型，找到倒数第 k 个节点，找链表中点，判断链表中环的起点，合并链表，反转链表，删除链表中重复值。这些是链表中的经典问题，面试中也经常会考的问题，然后下面我们继续做一道链表题目，也是面试中经常会考的题目，链表求和问题。

另外有一些小伙伴说，虽然一天一道题不算多，但是每天读题，做题加消化稍微有点跟不上，所以我打算每个周的工作日进行更新题目，到周末的时候对本周的题目进行总结，然后为大家再写一些别的东西。下面我们一起来看一下今天的题目吧。

为保证严谨性，所有文章中的代码都在网站进行验证，大家可以放心食用。

题目描述：

给定两个用链表表示的整数，每个节点包含一个数位。

这些数位是反向存放的，也就是个位排在链表首部。

编写函数对这两个整数求和，并用链表形式返回结果。

示例 1：

输入：(7 -> 1 -> 6) + (5 -> 9 -> 2)，即 617 + 295
输出：2 -> 1 -> 9，即 912

示例 2：

输入：(9 -> 9) + (9 -> 9)，即 99 + 99
输出：8 -> 9 -> 1

示例 3：

输入：(5) + (5)，即 5 + 5
输出：0 -> 1

题目解析：

这个题目很容易理解，就是将链表数值进行求和，刚开始做题的同学可能会有这种思路，这个题目我们分别遍历两个链表得到他们的数，然后进行相加，再放到新的链表中，但是这样是行不通的，

因为我们需要考虑溢出的情况，java 中 int 型的范围为 -2147483648 到 +2147483648，即 -2^31 到 2^31。

所以链表比较长的话进行求和就会溢出，所以我们不能提取过之后再进行相加，

我们应该对链表的每一位进行相加，然后通过链表的和，判断是否需要像下一位进行传递，

就好比小时候我们用竖式进行加法一样，判断两位相加是否大于 10，大于 10 则进 1。

了解了思路，但是想完全实现代码也不是特别容易，这里需要注意的三个点就是，

1. 我们需要根据两个链表的长度，不断对新链表添加节点。

2. 需要创建一个变量用来保存进位值。

3. 当跳出循环之后，需要根据进位值来判断需不需要再对链表长度加 1。

这三条可以结合代码理解进行。

注：进位值只能是 0 或 1，因为每一位最大为 9，9+9=18；

注：这里需要注意得时，链表遍历结束，我们应该跳出循环，但是我们的 nlist 仍在尾部添加了 1 节点，那是因为跳出循环时，summod 值为 1，所以我们需要在尾部再添加一个节点。

题目代码

Java Code:

class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
         //待会儿要返回的链表
         ListNode nList = new ListNode(-1);//哑节点
         ListNode tempnode = nList;
         //用来保存进位值，初始化为0
         int summod = 0;
         while(l1 != null || l2 != null) {
             //如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
             //判断是否为空，为空就设为0
             int l1num = l1 == null ? 0 : l1.val;
             int l2num = l2 == null ? 0 : l2.val;
             //将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
             int sum = l1num+l2num+summod;
             //更新进位值，例18/10=1，9/10=0
             summod = sum/10;
             //新节点保存的值，18%8=2，则添加2
             sum = sum%10;
             //添加节点
             tempnode.next = new ListNode(sum);
             //移动指针
             tempnode = tempnode.next;
             if (l1 != null) {
                 l1 = l1.next;
             }
             if (l2 != null) {
                 l2 = l2.next;
             }
         }
         //最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
         if (summod != 0) {
             tempnode.next = new ListNode(summod);
         }
         return nList.next;//去除哑节点
    }
}

C++ Code:

class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
         //待会儿要返回的链表
         ListNode * nList = new ListNode(-1);//哑节点
         ListNode * tempnode = nList;
         //用来保存进位值，初始化为0
         int summod = 0;
         while(l1 != nullptr || l2 != nullptr) {
             //如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
             //判断是否为空，为空就设为0
             int l1num = l1 == nullptr ? 0 : l1->val;
             int l2num = l2 == nullptr ? 0 : l2->val;
             //将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
             int sum = l1num + l2num + summod;
             //更新进位值，例18/10=1，9/10=0
             summod = sum / 10;
             //新节点保存的值，18%8=2，则添加2
             sum = sum % 10;
             //添加节点
             tempnode->next = new ListNode(sum);
             //移动指针
             tempnode = tempnode->next;
             if (l1 != nullptr) {
                 l1 = l1->next;
             }
             if (l2 != nullptr) {
                 l2 = l2->next;
             }
         }
         //最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
         if (summod != 0) {
             tempnode->next = new ListNode(summod);
         }
         return nList->next;//哑节点
    }
};

JS Code:

var addTwoNumbers = function (l1, l2) {
  //待会儿要返回的链表
  let nList = new ListNode(-1); //哑节点
  let tempnode = nList;
  //用来保存进位值，初始化为0
  let summod = 0;
  while (l1 || l2) {
    //如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
    //判断是否为空，为空就设为0
    let l1num = l1 === null ? 0 : l1.val;
    let l2num = l2 === null ? 0 : l2.val;
    //将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
    let sum = l1num + l2num + summod;
    //更新进位值，例18/10=1，9/10=0
    summod = ~~(sum / 10);
    //新节点保存的值，18%8=2，则添加2
    sum = sum % 10;
    //添加节点
    tempnode.next = new ListNode(sum);
    //移动指针
    tempnode = tempnode.next;
    if (l1) {
      l1 = l1.next;
    }
    if (l2) {
      l2 = l2.next;
    }
  }
  //最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
  if (summod !== 0) {
    tempnode.next = new ListNode(summod);
  }
  return nList.next; //去除哑节点
};

Python Code:

class Solution:
    def addTwoNumbers(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
        # 待会儿要返回的链表
        nList = ListNode(-1)  # 哑节点
        tempnode = nList
        # 用来保存进位值，初始化为0
        summod = 0
        while l1 is not None o l2 is not None:
            # 如果l1的链表为空则l1num为0，若是不为空，则为链表的节点值
            # 判断是否为空，为空就设为0
            l1num = 0 if l1 is None else l1.val
            l2num = 0 if l2 is None else l2.val
            # 将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
            sum_ = l1num + l2num + summod
            # 更新进位值，例18/10=1，9/10=0
            # 新节点保存的值，1 %8=2，则添加2
            # 注：这里使用divmod函数，对上方的代码进行了一丢丢的简化
            summod, sum_ = divmod(sum_, 10)
            # 添加节点
            tempnode.next = ListNode(sum_)
            # 移动指针
            tempnode = tempnode.next
            if l1 is not None:
                l1 = l1.next
            if l2 is not None:
                l2 = l2.next
        # 最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
        if summod != 0:
            tempnode.next = ListNode(summod)
        return nList.next  # 去除哑节点

Swift Code：

class Solution {
    func addTwoNumbers(_ l1: ListNode?, _ l2: ListNode?) -> ListNode? {
        var l1 = l1, l2 = l2
        var nList = ListNode(-1) // 哑节点
        var tempnode = nList
        // 用来保存进位值，初始化为0
        var summod = 0
        while l1 != nil || l2 != nil {
            // 链表的节点值
            let l1num = l1?.val ?? 0
            let l2num = l2?.val ?? 0
            // 将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
            var sum = l1num + l2num + summod
            // 更新进位值，例18/10=1，9/10=0
            summod = sum / 10
            // 新节点保存的值，18%8=2，则添加2
            sum = sum % 10
            // 添加节点
            tempnode.next = ListNode(sum)
            // 移动指针
            tempnode = tempnode.next!
            if l1 != nil {
                l1 = l1?.next
            }
            if l2 != nil {
                l2 = l2?.next
            }
        }
        // 最后根据进位值判断需不需要继续添加节点
        if (summod != 0) {
            tempnode.next = ListNode(summod)
        }
        return nList.next //去除哑节点
    }
}

Go Code:

func addTwoNumbers(l1 *ListNode, l2 *ListNode) *ListNode {
    root := &ListNode{}
    temp := root
    // 用来保存进位值，初始化为0
    mod := 0
    for (l1 != nil || l2 != nil) {
        l1num := 0
        if l1 != nil { l1num = l1.Val }
        l2num := 0
        if l2 != nil { l2num = l2.Val }
        // 将链表的值和进位值相加，得到为返回链表的值
        sum := l1num + l2num + mod
        // 更新进位值，例18/10=1，9/10=0
        mod = sum / 10
        // 新节点保存的值，18%8=2，则添加2
        sum = sum % 10
        newNode := &ListNode{
            Val: sum,
        }
        temp.Next = newNode
        temp = temp.Next
        if l1 != nil { l1 = l1.Next }
        if l2 != nil { l2 = l2.Next }
    }
    if mod != 0 {
        newNode := &ListNode{
            Val: mod,
        }
        temp.Next = newNode
    }
    return root.Next
}