如何将两个链表每个节点按数值相加形成新链表？

Java星辰
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前言

本文主要介绍如何将两个链表每个节点按数值相加形成新链表。

需求描述

给出两个链表的头结点head1和head2，每个节点的值都为0~9，每个链表的节点从左到右认为是某个数字的从低位到高位的值，然后相加后，返回相加后的链表。

示例： 链表1为：6->9->3->1 ,链表2为 4->5->3，相加后的节点为 0->5->7->1。

用数值理解为：1396+354=1750。

思路分析

这个题目咋一看很简单，不就是把两个链表反转相加吗？这有什么难度？

说的也对，题目很简单，主要是怎么实现，另外需要注意的是相加有进位信息，下面来一起分析一下。

这个题目需要先找到长链表和短链表，所以需要实现一个获取链表长度的函数，获取链表长度就比较简单了，从头结点一步一下往后找即可。

获取到链表长度后，循环判断时，有3种情况需要考虑判断：

  1. 长链表和短链表都有节点，如遍历链表1的1、2、3节点和链表2的4、5、3节点的时候。
  2. 长链表还有节点，短链表节点已经遍历完，如遍历链表1的6节点时，此时链表2已经没有可用节点了。
  3. 长链表和短链表都已经遍历完，两个链表的节点都已经遍历了一遍。

因为有进位信息，所以我们需要一个额外变量用来记录进位信息，下面用示例的节点来分析一下计算过程：

  • 第一种情况：

    • 第1次相加6 + 4 = 10，得到的结果与10进行取模运算，如果取模结果为0，有进位信息记录进位为1，取值为0。

    • 第2次相加，9 + 5 + 1 = 15，与10取模为5，有进位信息，继续记录进行为1，取值为5。

    • 第3次相加，3 + 3 + 1 = 7，与10取模为0，无进位信息记录为0，取值为7。

  • 第二种情况：

    • 第4次相加，1 + 0 = 1，与10取模为0，无进位信息记录为0，取值为1。

  • 第三种情况：

    • 没有节点了，也没有进位信息，直接返回结果1750。

需要注意的是，如果这时有进位信息的话，需要补充一个节点，节点值为1，并把这补充的节点拼接在较长的链表上。

代码实现

计算逻辑以及思路都已经介绍完了，根据上面的分析，下面来看一下代码是怎么实现的吧。

链表节点代码定义：

public class ListNode {
   public int val;
   public ListNode next;
}

再看下获取链表长度的代码，遍历链表并计数，这个比较简单，代码如下：

public int listLength(ListNode head) {
   int len = 0;
   while (head != null) {
      len++;
      head = head.next;
   }
   return len;
}

两个链表节点相加的代码实现，需要传进来两个头结点，具体代码如下：

public ListNode addTwoNumbers(ListNode head1, ListNode head2) {
   int len1 = listLength(head1);
   int len2 = listLength(head2);
   ListNode node1 = len1 >= len2 ? head1 : head2;
   ListNode node2 = node1 == head1 ? head2 : head1;
   ListNode longNode = node1;
   ListNode shortNode = node2;
   ListNode last = longNode;
   // 用来记录进位信息
   int temp = 0;
   int curNum = 0;
   // 第一种情况时
   while (shortNode != null) {
      curNum = longNode.val + shortNode.val + temp;
      longNode.val = (curNum % 10);
      temp = curNum / 10;
      last = longNode;
      longNode = longNode.next;
      shortNode = shortNode.next;
   }
   // 第二种情况时
   while (longNode != null) {
      curNum = longNode.val + temp;
      longNode.val = (curNum % 10);
      temp = curNum / 10;
      last = longNode;
      longNode = longNode.next;
   }
   // 第三种情况时
   if (temp != 0) {
      last.next = new ListNode(1);
   }
   return node1;
}

总结

本文主要介绍如何将两个链表每个节点按数值相加形成新链表，在本次实现时，并没有创建新的链表，而是在给出的链表基础上直接记录的，在计算的过程中，把计算逻辑需要分成3种情况来考虑，总体来说本次题目相对还是比较简单的。

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