LeetCode 2. 两数相加：链表经典应用题详解

在LeetCode的入门到进阶路径中，第2题"两数相加"绝对是链表操作的必刷题------它不仅考察链表的遍历、节点创建等基础操作，还暗藏了"进位处理"的细节陷阱，是很多面试官偏爱用来考察基础功底的题目。今天就带大家从头到尾吃透这道题，从题目理解到代码实现，再到易错点规避，一步步讲清楚、讲明白。

一、题目解读（清晰易懂，避开文字陷阱）

题目核心很简单：给两个非空链表，这两个链表分别表示两个非负整数，但有两个关键规则需要注意：

链表的每位数字是逆序存储的。比如数字 342，用链表表示就是 2 → 4 → 3（因为逆序，链表头节点是个位，尾节点是最高位）；
每个链表节点只能存一位数字（0-9）；
特殊限制：除了数字0本身，两个输入链表都不会以0开头（也就是说，不会出现 0 → 1 → 2 这种表示 210 的无效情况）。

我们的任务：将这两个链表表示的整数相加，结果也用同样的"逆序链表"形式返回。

举个例子，快速理解

示例1：

输入：l1 = [2,4,3]（表示 342），l2 = [5,6,4]（表示 465）

输出：[7,0,8]（表示 807）

解释：342 + 465 = 807，逆序存储后就是 7 → 0 → 8，和输出链表一致。

示例2（包含进位和链表长度不一致）：

输入：l1 = [9,9,9,9,9,9,9]（表示 9999999），l2 = [9,9,9,9]（表示 9999）

输出：[8,9,9,9,0,0,0,1]（表示 10009998）

这个例子能覆盖大部分边界情况，后面会重点讲解如何处理。

二、解题思路（核心：模拟竖式加法，处理进位）

这道题的本质的是"模拟我们小学学的竖式加法"，只不过数字是逆序存储在链表中，反而给我们的操作带来了便利------因为竖式加法是从个位开始相加，而链表的头节点正好是个位，我们可以直接从两个链表的头节点开始遍历，逐位相加即可。

核心思路拆解（3步走）

初始化变量：需要两个指针分别遍历两个输入链表（l1、l2），一个变量存储进位（carry，初始为0），一个虚拟头节点（或结果链表头节点）存储最终结果，还有一个指针（current）指向结果链表的当前节点，用于拼接新节点。
逐位相加遍历：循环遍历两个链表，直到两个链表都遍历完并且进位carry为0（这里很关键，避免遗漏最后一位进位，比如999+1=1000，最后进位1需要单独生成一个节点）。每一轮计算当前两位数字的和（sum = 链表1当前节点值 + 链表2当前节点值 + 进位carry）。
处理当前位和进位：计算当前位的实际值（sum % 10），创建新节点拼接到结果链表中；更新进位（carry = Math.floor(sum / 10)），然后移动两个输入链表的指针和结果链表的current指针，继续下一轮循环。

为什么不用先把链表转成数字再相加？

很多新手会想到：把两个链表转成整数，相加后再转成逆序链表。但这种方法有一个致命问题------整数溢出。

LeetCode中链表的长度可能很长（比如超过100个节点），对应的数字会远超JavaScript中Number的最大安全值（2^53 - 1），此时转成数字会丢失精度，导致结果错误。因此，必须用"逐位相加"的方式，避免溢出问题。

三、完整代码实现（TypeScript版，可直接运行）

题目中已经给出了ListNode的类定义和函数签名，我们直接基于此实现，同时添加详细注释，每一步都讲清楚用途，方便大家理解和复用。

typescript 复制代码

// 链表节点类定义（题目已给出，无需修改）
class ListNode {
  val: number
  next: ListNode | null
  constructor(val?: number, next?: ListNode | null) {
    // 节点值默认是0（如果未传入）
    this.val = (val === undefined ? 0 : val)
    // 节点的下一个节点默认是null（如果未传入）
    this.next = (next === undefined ? null : next)
  }
}

/**
 * 两数相加核心函数
 * @param l1 第一个逆序链表（表示非负整数）
 * @param l2 第二个逆序链表（表示非负整数）
 * @returns 相加结果的逆序链表
 */
function addTwoNumbers(l1: ListNode | null, l2: ListNode | null): ListNode | null {
  // 定义两个指针，分别遍历l1和l2（避免修改原链表）
  let num1 = l1;
  let num2 = l2;
  // 进位变量，初始为0（没有进位）
  let carry = 0;
  // 结果链表的头节点（初始为null，后续创建第一个节点后赋值）
  let result = null;
  // 指向结果链表当前节点的指针，用于拼接新节点
  let current = null;

  // 循环条件：只要有一个链表没遍历完，或者还有进位，就继续循环
  while (num1 || num2 || carry) {
    // 计算当前位的和：num1的当前值（没有则为0） + num2的当前值（没有则为0） + 进位
    let sum = (num1 ? num1.val : 0) + (num2 ? num2.val : 0) + carry;
    // 更新进位：sum除以10取整（比如sum=15，进位就是1；sum=7，进位就是0）
    carry = Math.floor(sum / 10);
    // 创建当前位的节点（sum取余10，得到当前位的实际数字）
    const node = new ListNode((sum % 10));

    // 第一次创建节点时，初始化结果链表的头节点和current指针
    if (!result) {
      result = node;
      current = node;
    } else {
      // 非第一次创建节点，拼接在current的后面，并移动current指针
      if (!current) return null; // 兜底判断（理论上不会触发，避免ts报错）
      current.next = node;
      current = node;
    }

    // 移动num1和num2指针（如果当前节点存在，才移动到下一个）
    if (num1) num1 = num1.next;
    if (num2) num2 = num2.next;
  }
  
  // 循环结束，返回结果链表的头节点
  return result;
};

四、代码逐行解析（重点突破易错点）

上面的代码看似简单，但有几个细节很容易出错，我们逐行拆解关键部分，帮大家避开陷阱。

1. 指针初始化（num1、num2）

我们没有直接修改l1和l2，而是用num1 = l1、num2 = l2作为遍历指针------这是一个良好的编程习惯，避免破坏原输入链表的数据，后续如果需要复用原链表，还能正常使用。

2. 循环条件（while (num1 || num2 || carry)）

这是最容易出错的地方之一！很多新手会写成 while (num1 || num2)，这样会遗漏"最后一位进位"的情况。

比如：l1 = [9]，l2 = [9]，相加后sum=18，carry=1，循环结束后carry=1，此时需要再创建一个节点（值为1），否则结果会少一位（变成[8]，而正确结果是[8,1]）。

因此，必须加上|| carry，确保进位处理完毕。

3. 当前位和计算（sum = (num1 ? num1.val : 0) + ...）

两个链表的长度可能不一致（比如l1有3个节点，l2有5个节点），此时遍历到l1的末尾（num1为null），我们就用0代替它的节点值，避免报错，同时不影响计算结果。

4. 结果链表的拼接（result和current指针）

result指针用于保存结果链表的头节点（最终需要返回它），current指针用于"移动拼接"新节点------如果只用电result指针，拼接新节点后会丢失头节点的位置，无法返回正确结果。

第一次创建节点时（result为null），将result和current都指向这个新节点；后续每次创建节点，都拼接到current.next，然后current移动到current.next，确保链表连续。

5. 兜底判断（if (!current) return null）

这一步是为了避免TypeScript的类型报错------理论上，只要result不为null，current就不会为null（因为第一次创建节点时，current和result同时赋值），但加上兜底判断，代码会更健壮。

五、复杂度分析（面试必问）

对于算法题，除了代码实现，复杂度分析也是面试官重点关注的点，这道题的复杂度很直观，我们简单分析一下：

时间复杂度：O(max(m, n))，其中m和n分别是两个输入链表的长度。因为我们只需要遍历两个链表一次，循环次数取决于更长的那个链表的长度，再加上可能的一次进位循环（可忽略），所以时间复杂度是O(max(m, n))。
空间复杂度：O(max(m, n)) 或 O(max(m, n) + 1)。结果链表的长度最多比更长的输入链表多1（比如999+1=1000，长度从3变成4），因此空间复杂度和输入链表的最长长度成正比。

注意：如果题目允许"修改原链表"来存储结果，可以将空间复杂度优化到O(1)，但这种做法会破坏原输入数据，一般不推荐（除非题目明确要求）。

六、常见错误总结（避坑指南）

结合平时刷题和面试中遇到的情况，总结几个新手最容易犯的错误，大家可以对照检查：

循环条件遗漏carry：导致最后一位进位无法处理，结果少一位；
链表长度不一致时，未用0补位：遍历到短链表末尾时，直接停止遍历，导致后续位数漏加；
修改原输入链表：直接用l1、l2作为遍历指针，后续无法复用原链表，虽然不影响这道题的结果，但属于不良编程习惯；
忘记移动指针：遍历完当前节点后，未移动num1、num2或current指针，导致死循环；
忽略整数溢出：试图将链表转成数字再相加，导致长链表对应的数字精度丢失，结果错误。

七、总结与拓展

"两数相加"这道题，看似是链表题，本质是"模拟竖式加法"，核心在于进位处理 和链表遍历拼接。只要掌握了"逐位相加、保留当前位、更新进位、拼接节点"这四个关键步骤，就能轻松解决这道题。

这道题是链表操作的入门题，后续很多复杂的链表题（比如两数相加II，链表逆序后再相加），都是基于这道题的思路拓展而来。建议大家多动手写代码，多测试边界情况，把基础打牢，后续面对更复杂的算法题时，才能游刃有余。

最后，留给大家一个小思考：如果输入的链表是正序存储的（比如342表示为3→4→2），该如何修改代码，实现两数相加？欢迎在评论区留言讨论～