C语言/数据结构数组题解：数字列表加一（Plus One）——进位处理与数组扩展

问题描述

小A是一位正在学习数字魔法的学徒，他有一个神奇的整数列表。每次施展魔法时，他需要将这个列表表示的数字整体加一，并返回加一后的新数字列表。例如，列表 [1,2,3] 表示数字 123，加一后得到 124，因此应该返回 [1,2,4]。但魔法有时会带来进位问题，比如 [9,9] 加一后变成 [1,0,0]，列表长度会增加。小A希望你能帮助他高效地完成这个魔法操作。

要求：

1. 设计一个算法，将输入的数字列表加一，并返回结果列表。
2. 算法的时间复杂度应为 O(n)，其中 n 是列表的长度。
3. 尽量减少额外空间的使用，以体现你的算法优化能力。

测试样例

样例1：

输入：digits = [1,2,3] 输出：[1,2,4] 解释：数字 123 加一后是 124，所以返回 1,2,4。

样例2：

输入：digits = [9,9] 输出：[1,0,0] 解释：数字 99 加一后是 100，列表长度增加，返回 1,0,0。

样例3：

输入：digits = [0] 输出：[1] 解释：数字 0 加一后是 1，返回 1。

约束条件

• 1 ≤ digits.length ≤ 100
• 0 ≤ digitsi ≤ 9
• 输入列表不包含任何前导零，除了数字0本身

程序代码

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

/**

* Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().

*/

int* plusOne(int* digits, int digitsSize, int* returnSize) {

// 从末位开始遍历

for (int i = digitsSize - 1; i >= 0; i--) {

if (digitsi < 9) {

// 不需要进位，直接加1返回

digitsi++;

*returnSize = digitsSize;

// 复制结果（避免修改原数组）

int* result = (int*)malloc(digitsSize * sizeof(int));

for (int j = 0; j < digitsSize; j++) {

resultj = digitsj;

}

return result;

} else {

// 当前位是9，置为0，继续进位

digitsi = 0;

}

}

// 所有位都是9，需要扩展数组

*returnSize = digitsSize + 1;

int* result = (int*)malloc((digitsSize + 1) * sizeof(int));

result0 = 1;

for (int i = 1; i <= digitsSize; i++) {

resulti = 0;

}

return result;

}

int main() {

int digits1\[\] = {1, 2, 3};

int digits2\[\] = {9, 9};

int digits3\[\] = {0};

int returnSize1, returnSize2, returnSize3;

int* result1 = plusOne(digits1, 3, &returnSize1);

int* result2 = plusOne(digits2, 2, &returnSize2);

int* result3 = plusOne(digits3, 1, &returnSize3);

for (int i = 0; i < returnSize1; i++) printf("%d ", result1i);

printf("\n");

for (int i = 0; i < returnSize2; i++) printf("%d ", result2i);

printf("\n");

for (int i = 0; i < returnSize3; i++) printf("%d ", result3i);

printf("\n");

free(result1);

free(result2);

free(result3);

return 0;

}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* plusOne(int* digits, int digitsSize, int* returnSize) {
    // 从末位开始遍历
    for (int i = digitsSize - 1; i >= 0; i--) {
        if (digits[i] < 9) {
            // 不需要进位，直接加1返回
            digits[i]++;
            *returnSize = digitsSize;
            
            // 复制结果（避免修改原数组）
            int* result = (int*)malloc(digitsSize * sizeof(int));
            for (int j = 0; j < digitsSize; j++) {
                result[j] = digits[j];
            }
            return result;
        } else {
            // 当前位是9，置为0，继续进位
            digits[i] = 0;
        }
    }
    
    // 所有位都是9，需要扩展数组
    *returnSize = digitsSize + 1;
    int* result = (int*)malloc((digitsSize + 1) * sizeof(int));
    result[0] = 1;
    for (int i = 1; i <= digitsSize; i++) {
        result[i] = 0;
    }
    return result;
}

int main() {
    int digits1[] = {1, 2, 3};
    int digits2[] = {9, 9};
    int digits3[] = {0};
    
    int returnSize1, returnSize2, returnSize3;
    
    int* result1 = plusOne(digits1, 3, &returnSize1);
    int* result2 = plusOne(digits2, 2, &returnSize2);
    int* result3 = plusOne(digits3, 1, &returnSize3);
    
    for (int i = 0; i < returnSize1; i++) printf("%d ", result1[i]);
    printf("\n");
    for (int i = 0; i < returnSize2; i++) printf("%d ", result2[i]);
    printf("\n");
    for (int i = 0; i < returnSize3; i++) printf("%d ", result3[i]);
    printf("\n");
    
    free(result1);
    free(result2);
    free(result3);
    
    return 0;
}

运行结果