Leetcode力扣解题记录--第2题（加法模拟）

题目链接：2. 两数相加 - 力扣（LeetCode）

题目描述

给你两个非空的链表，表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照逆序的方式存储的，并且每个节点只能存储一位数字。

请你将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

示例 1：

输入： l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出： [7,0,8]
**解释：**342 + 465 = 807.

示例 2：

输入： l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]

示例 3：

输入： l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
输出：[8,9,9,9,0,0,0,1]

题目作答

这个问题的核心是模拟我们上小学时学习的竖式加法。由于链表中的数字是逆序存储的，这恰好为我们从最低位（个位）开始相加提供了便利，与手动计算的方向完全一致。

整体思路如下：

同步遍历：我们同时从两个链表的头节点（即数字的最低位）开始遍历。
逐位相加：在每一步中，我们将两个链表当前节点的值与上一步产生的**进位（carry）**相加。
- 当前位总和 = l1当前节点值 + l2当前节点值 + carry
计算新节点值和新进位：
- 放入新链表中的节点值应该是总和的个位数，即当前位总和 % 10。
- 新的进位则是总和的十位数，即当前位总和 / 10，这个进位会用于下一位的计算。
构建新链表：我们创建一个新的链表来存储结果。为了方便操作，我们可以使用一个"哑节点"（dummy head）作为新链表的伪头节点，并用一个 current 指针来追踪新链表的尾部，以便于添加新节点。
处理长短不一和最后进位：
- 如果一个链表比另一个长，当短的链表遍历结束后，我们视其为空，其节点值为0，继续与长链表的剩余部分和进位相加。
- 遍历的循环条件应该是两个链表都不为空，或者进位不为0。这确保了在两个链表都遍历完后，如果还有一个最后的进位（例如 99 + 1 = 100），我们能把这个进位 1 作为最高位添加到结果链表中。

通过这个过程，我们就能完整地模拟两个逆序数字的相加，并生成一个符合要求的结果链表。

cpp 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 * int val;
 * ListNode *next;
 * ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 * ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        // 创建一个哑节点，方便处理链表头部的插入
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        ListNode* current = dummyHead;
        
        // carry 用于存储进位
        int carry = 0;
        
        // 循环条件：只要l1或l2没有遍历完，或者还有进位，就继续
        while (l1 != nullptr || l2 != nullptr || carry != 0) {
            // 获取l1和l2当前节点的值，如果节点为空则视为0
            int val1 = (l1 != nullptr) ? l1->val : 0;
            int val2 = (l2 != nullptr) ? l2->val : 0;
            
            // 计算当前位的总和
            int sum = val1 + val2 + carry;
            
            // 更新进位，为下一次计算做准备
            carry = sum / 10;
            
            // 创建新节点，值为总和的个位数，并链接到结果链表
            current->next = new ListNode(sum % 10);
            
            // 移动current指针到新链表的尾部
            current = current->next;
            
            // 移动l1和l2的指针
            if (l1 != nullptr) {
                l1 = l1->next;
            }
            if (l2 != nullptr) {
                l2 = l2->next;
            }
        }
        
        // 哑节点的下一个节点是结果链表的真正头节点
        ListNode* resultHead = dummyHead->next;
        delete dummyHead; // 释放哑节点的内存
        return resultHead;
    }
};