力扣-2-两数相加

一、题目理解

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

输入：l1 = $2,4,3$ , l2 = $5,6,4$

输出： $7,0,8$

解释：342 + 465 = 807，逆序存储后结果为 $7,0,8$ 。

二、解题思路

这道题的核心是模拟手工加法的过程，关键点如下：

两个链表逆序存储数字，正好符合"从个位开始相加"的加法逻辑；
相加时需要处理进位（进位值只能是 0 或 1，因为两个个位数相加最大是 9+9=18，进位1）；
两个链表长度可能不同，需要处理"短链表遍历完但长链表还有剩余"的情况；
最后如果还有进位（比如 999 + 1 = 1000），需要额外新增一个节点存储进位。

三、Java代码实现

首先定义题目中的链表节点类（力扣会默认提供，无需自己写），然后实现核心逻辑：

java 复制代码

// 链表节点定义（力扣题目中已给出）
class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode() {}
    ListNode(int val) { this.val = val; }
    ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
}

class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        // 虚拟头节点（简化链表操作，避免处理头节点为空的情况）
        ListNode dummyHead = new ListNode(0);
        // 遍历指针，用于构建结果链表
        ListNode curr = dummyHead;
        // 进位值，初始为0
        int carry = 0;
        
        // 循环条件：l1未遍历完 或 l2未遍历完 或 还有进位
        while (l1 != null || l2 != null || carry != 0) {
            // 取出当前节点的值，若节点为空则取0
            int val1 = (l1 != null) ? l1.val : 0;
            int val2 = (l2 != null) ? l2.val : 0;
            
            // 计算当前位的和（包含进位）
            int sum = val1 + val2 + carry;
            // 当前位的结果：和对10取余
            int currentVal = sum % 10;
            // 更新进位：和除以10取整（只能是0或1）
            carry = sum / 10;
            
            // 创建新节点，加入结果链表
            curr.next = new ListNode(currentVal);
            // 指针后移
            curr = curr.next;
            
            // 原链表指针后移（非空时）
            if (l1 != null) l1 = l1.next;
            if (l2 != null) l2 = l2.next;
        }
        
        // 虚拟头节点的下一个节点才是结果链表的头
        return dummyHead.next;
    }
}

四、代码关键解析

虚拟头节点（dummyHead）
- 为什么用？如果直接用真实头节点，需要额外判断"结果链表是否为空"，虚拟头节点可以统一处理所有节点的添加逻辑，最后返回 dummyHead.next 即可。
- 比如示例中，先创建 dummyHead(0)，然后依次添加 7、0、8，最终返回 dummyHead.next 就是 $7,0,8$ 。
循环条件
- l1 != null || l2 != null || carry != 0：覆盖三种情况：
  - l1还有节点未遍历；
  - l2还有节点未遍历；
  - 两个链表都遍历完，但最后一位相加有进位（如 999 + 1 = 1000）。
数值处理
- val1 = l1 != null ? l1.val : 0：短链表遍历完后，后续位用 0 补充（比如 l1= $2,4$ , l2= $5,6,4$ ，则 l1 的第三位视为 0）；
- sum = val1 + val2 + carry：必须加上上一位的进位；
- currentVal = sum % 10：取当前位的结果（如 4+6=10，当前位是 0）；
- carry = sum / 10：更新进位（如 4+6=10，进位是 1）。
指针移动
- 结果链表的指针 curr 每次后移，指向新创建的节点；
- 原链表的指针 l1/l2 只有非空时才后移，避免空指针异常。

五、测试示例

以 l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4] 为例，执行过程：

步骤	val1	val2	carry	sum	currentVal	结果链表（curr指向）
1	2	5	0	7	7	dummyHead -> 7
2	4	6	0	10	0	dummyHead -> 7 -> 0
3	3	4	1	8	8	dummyHead -> 7 -> 0 -> 8
4	0	0	0	0	-	循环结束
最终返回 `dummyHead.next` 即 $7,0,8$ ，符合预期。

总结

核心逻辑：模拟手工加法，从个位（链表头）开始相加，处理进位和链表长度不一致的问题；
关键技巧：使用虚拟头节点简化链表操作，循环条件覆盖"链表未遍历完"和"最后有进位"两种场景；
边界处理：短链表补 0、最后进位新增节点，避免空指针异常。

这道题是链表的入门经典题，掌握后能理解链表遍历、虚拟头节点、进位处理等核心考点，后续可以尝试优化空间（比如直接在原链表上修改），但上述解法是最易理解、面试中最推荐的写法。