算法通关村第2关 | 链表加法问题解析

单链表加1

LeetCode369.用一个非空单链表来表示一个非负整数，然后将这个整数加一。

示例:
输入: [1,2,3]   
输出: [1,2,4]

计算是从低位开始的，而链表是从高位开始的，所以要处理就必须反转过来，此时可以使用栈，也可以使用链表反转来实现。

基于栈实现的思路不算复杂，先把题目给出的链表遍历放到栈中，然后从栈中弹出栈顶数字 digit，加的时候再考虑一下进位的情况就ok了，加完之后根据是否大于0决定视为下一次要进位 。

public ListNode plusOne(ListNode head) {
    Stack<Integer> st = new Stack();
    while (head != null) {
        st.push(head.val);
        head = head.next;
    }
    int carry = 0;
    ListNode dummy = new ListNode(0);
    int adder = 1;
    while (!st.empty() || carry > 0) {
        int digit = st.empty() ? 0 : st.pop();
        int sum = digit + adder + carry;
        carry = sum >= 10 ? 1 : 0;
        sum = sum >= 10 ? sum - 10 : sum;
        ListNode cur = new ListNode(sum);
        cur.next = dummy.next;
        dummy.next = cur;
        adder = 0;
    }
    return dummy.next;
}

链表加法

LeetCode445题，给你两个非空链表来代表两个非负整数。数字最高位位于链表开始位置。它们的每个节点只存储一位数字。将这两数相加会返回一个新的链表。你可以假设除了数字 0 之外，这两个数字都不会以零开头。示例：

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

使用栈实现

思路是先将两个链表的元素分别压栈，然后再一起出栈，将两个结果分别计算。之后对计算结果取模，模数保存到新的链表中，进位保存到下一轮。完成之后再进行一次反转就行了。

public static ListNode addInListByStack(ListNode head1, ListNode head2) {
    Stack<ListNode> st1 = new Stack<ListNode>();
    Stack<ListNode> st2 = new Stack<ListNode>();
    while (head1 != null) {
        st1.push(head1);
        head1 = head1.next;
    }
    while (head2 != null) {
        st2.push(head2);
        head2 = head2.next;
    }
    ListNode newHead = new ListNode(-1);
    int carry = 0;
    //这里设置carry!=0,是因为当st1,st2都遍历完时，如果carry=0,就不需要进入循环了
    while (!st1.empty() || !st2.empty() || carry != 0) {
        ListNode a = new ListNode(0);
        ListNode b = new ListNode(0);
        if (!st1.empty()) {
            a = st1.pop();
        }
        if (!st2.empty()) {
            b = st2.pop();
        }
        //每次的和应该是对应位相加再加上进位
        int get_sum = a.val + b.val + carry;
        //对累加的结果取余
        int ans = get_sum % 10;
        //如果大于0，就进位
        carry = get_sum / 10;
        ListNode cur = new ListNode(ans);
        cur.next = newHead.next;
        //每次把最新得到的节点更新到neHead.next中
        newHead.next = cur;
    }
    return newHead.next;
}

使用链表反转实现

先将两个链表分别反转，最后计算完之后再将结果反转

public class Solution {
    public ListNode addInList (ListNode head1, ListNode head2) {
        head1 = reverse(head1);
        head2 = reverse(head2);
        ListNode head = new ListNode(-1);
        ListNode cur = head;
        int carry = 0;
        while(head1 != null || head2 != null) {
            int val = carry;
            if (head1 != null) {
                val += head1.val;
                head1 = head1.next;
            }
            if (head2 != null) {
                val += head2.val;
                head2 = head2.next;
            }
            cur.next = new ListNode(val % 10);
            carry = val / 10;
            cur = cur.next;
        }
        if (carry > 0) {
            cur.next = new ListNode(carry);
        }
        return reverse(head.next);
    }

    private ListNode reverse(ListNode head) {
        ListNode cur = head;
        ListNode pre = null;
        while(cur != null) {
            ListNode temp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }
}