LeetCode高頻演算法面試題 - 002 - 兩數相加

漫步coding 發表於 2022-05-23
面試 演算法 LeetCode

大家好,我是漫步coding, 最近在整理2022年LeetCode高頻演算法面試題 ,感覺好的, 可以點贊、收藏哈。同時有補充的也歡迎大家給出反饋。本文首發於公眾號: 漫步coding

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題目來源於 LeetCode 上第 2 號問題:兩數相加。題目難度為 Medium,目前通過率為 33.9% 。

題目描述

給出兩個 非空 的連結串列用來表示兩個非負的整數。其中,它們各自的位數是按照 逆序 的方式儲存的,並且它們的每個節點只能儲存 一位 數字。

如果,我們將這兩個數相加起來,則會返回一個新的連結串列來表示它們的和。

您可以假設除了數字 0 之外,這兩個數都不會以 0 開頭。

<font color=#FF000 >題目難度: ★★</font>

LeetCode高頻演算法面試題 - 002 - 兩數相加

示例 1:

輸入:l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
輸出:[7,0,8]
解釋:342 + 465 = 807.

示例 2:

輸入:l1 = [0], l2 = [0]
輸出:[0]

示例 3:

輸入:l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
輸出:[8,9,9,9,0,0,0,1]

提示:

每個連結串列中的節點數在範圍 [1, 100] 內
0 <= Node.val <= 9
題目資料保證列表表示的數字不含前導零

題目解析

設立一個表示進位的變數carried,建立一個新連結串列,把輸入的兩個連結串列從頭往後同時處理,每兩個相加,將結果加上carried後的值作為一個新節點到新連結串列後面。

程式碼實現

tips: 以下程式碼是使用Go程式碼實現的不同解法, 文章最後可以看C++、C、Java、Python實現

1、迴圈遍歷, 進行求和

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
func addTwoNumbers(l1 *ListNode, l2 *ListNode) *ListNode {
    var carry int
    resultList := &ListNode{}
    current := resultList

    for{
        if l1 == nil && l2 == nil && carry == 0{
            break
        }

        if l1 != nil{
            carry += (*l1).Val
            l1 = l1.Next
        }

        if l2 != nil{
            carry += (*l2).Val
            l2 = l2.Next
        }

        node := ListNode{}

        if carry <= 9{
            node = ListNode{
                Val: carry,
            }
            carry = 0
        }else{
            node = ListNode{
                Val: carry - 10,
            }
            carry = 1
        }

        current.Next = &node
        current = &node
    }

    return resultList.Next
}

執行結果

LeetCode高頻演算法面試題 - 002 - 兩數相加

2、改進方法, <font color=#FF000 >如果l1、l2長度差別很大, 就可以直接利用偏長連結串列後面的部分, 避免重複new Node節點</font>。

func addTwoNumbers(l1 *ListNode, l2 *ListNode) *ListNode {
    var carry int
    resultList := &ListNode{}
    current := resultList

    for{
        node := ListNode{}
        if l1 == nil && l2 == nil && carry == 0{
            break
        }

        if l1 != nil{
            if l2 == nil && carry == 0{
                current.Next = l1
                break
            }else{
                carry += (*l1).Val
                l1 = l1.Next
            }
        }

        if l2 != nil{
            if l1 == nil && carry == 0{
                current.Next = l2
                break
            }else{
                carry += (*l2).Val
                l2 = l2.Next
            }
        }

        if carry <= 9{
            node = ListNode{
                Val: carry,
            }
            carry = 0
        }else{
            node = ListNode{
                Val: carry - 10,
            }
            carry = 1
        }

        current.Next = &node
        current = &node
    }

    return resultList.Next
}

執行結果

LeetCode高頻演算法面試題 - 002 - 兩數相加

3、方法三利用遞迴方法對兩個array進行求和, 這裡就不展開細講了

其他語言版本

C++

/// 時間複雜度: O(n)
/// 空間複雜度: O(n)
/**
 * 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 *p1 = l1, *p2 = l2;
        ListNode *dummyHead = new ListNode(-1);
        ListNode* cur = dummyHead;
        int carried = 0;
        while(p1 || p2 ){
            int a = p1 ? p1->val : 0;
            int b = p2 ? p2->val : 0;
            cur->next = new ListNode((a + b + carried) % 10);
            carried = (a + b + carried) / 10;

            cur = cur->next;
            p1 = p1 ? p1->next : NULL;
            p2 = p2 ? p2->next : NULL;
        }

        cur->next = carried ? new ListNode(1) : NULL;
        ListNode* ret = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return ret;
    }
};

執行結果

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Java

class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode dummyHead = new ListNode(0);
        ListNode cur = dummyHead;
        int carry = 0;

        while(l1 != null || l2 != null)
        {
            int sum = carry;
            if(l1 != null)
            {
                sum += l1.val;
                l1 = l1.next;
            }
            if(l2 != null)
            {
                sum += l2.val;
                l2 = l2.next;
            }
            // 建立新節點
            carry = sum / 10;
            cur.next = new ListNode(sum % 10);
            cur = cur.next;
    
        }
        if (carry > 0) {
            cur.next = new ListNode(carry);
        }
        return dummyHead.next;
    }
}

執行結果

LeetCode高頻演算法面試題 - 002 - 兩數相加

Python

class Solution(object):
    def addTwoNumbers(self, l1, l2):
        res=ListNode(0)
        head=res
        carry=0
        while l1 or l2 or carry!=0:
            sum=carry
            if l1:
                sum+=l1.val
                l1=l1.next
            if l2:
                sum+=l2.val
                l2=l2.next
            # set value
            if sum<=9:
                res.val=sum
                carry=0
            else:
                res.val=sum%10
                carry=sum//10
            # creat new node
            if l1 or l2 or carry!=0:
                res.next=ListNode(0)
                res=res.next
        return head

執行結果

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幾種語言執行效果對比

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