问题描述

给定两个非空链表，表示两个非负整数。链表中的每个节点存储一个数字，数字的存储顺序为逆序（即个位在链表头部）。要求将这两个数字相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。

示例：

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

2. 输入：l1 = [0]，l2 = [0]
   输出：[0]

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]

提示：

• 每个链表中的节点数在范围 [1, 100] 内。
• 0 <= Node.val <= 9
• 题目数据保证链表表示的数字不含前导零。

问题分析

1. 链表结构：链表是一种线性数据结构，每个节点包含一个值和指向下一个节点的指针。本题中，链表的节点值表示数字的每一位。
2. 逆序存储：链表的头节点存储的是数字的个位，链表的尾节点存储的是数字的最高位。
3. 进位处理：在逐位相加时，可能需要处理进位的情况。

解题思路

1. 创建虚拟头节点：为了方便操作，创建一个虚拟头节点 dummy，其 next 指针指向结果链表的头节点。
2. 遍历链表：同时遍历两个链表，逐位相加，并处理进位。
3. 处理剩余部分：如果其中一个链表先遍历完，继续处理另一个链表的剩余部分。
4. 处理最终进位：如果最后还有进位，需要在结果链表末尾添加一个新节点。

代码实现

struct ListNode* addTwoNumbers(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) {// 创建虚拟头节点struct ListNode* dummy = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));struct ListNode* current = dummy;int carry = 0;  // 进位标志// 遍历两个链表while (l1 || l2) {// 获取当前节点的值（如果链表为空，则为0）int n1 = l1 ? l1->val : 0;int n2 = l2 ? l2->val : 0;// 计算当前位的和int sum = n1 + n2 + carry;carry = sum / 10;  // 更新进位sum = sum % 10;    // 当前位的值// 创建新节点存储当前位的值current->next = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));current->next->val = sum;current->next->next = NULL;current = current->next;// 移动链表指针if (l1) {l1 = l1->next;}if (l2) {l2 = l2->next;}}// 如果最后还有进位，添加一个新节点if (carry > 0) {current->next = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));current->next->val = carry;current->next->next = NULL;}// 返回结果链表的头节点return dummy->next;
}

代码解析

1. 虚拟头节点：dummy 是一个虚拟头节点，用于简化链表操作。最终返回的结果链表是 dummy->next。
2. 逐位相加：通过 n1 和 n2 获取当前节点的值，加上进位 carry，计算当前位的和 sum。
3. 进位处理：carry = sum / 10 用于更新进位，sum = sum % 10 用于获取当前位的值。
4. 链表遍历：通过 l1 和 l2 的指针移动，逐位处理两个链表。
5. 最终进位：如果最后还有进位，需要在结果链表末尾添加一个新节点。

注意事项

1. 链表为空的处理：在计算 n1 和 n2 时，需要判断链表是否为空，避免访问空指针。
2. 内存管理：每次创建新节点时，需要使用 malloc 分配内存，并确保在程序结束时释放内存（如果需要）。

示例运行

以示例 1 为例：

• 输入：l1 = [2,4,3]，l2 = [5,6,4]
• 计算过程：
  • 第一位：2 + 5 = 7，无进位，结果链表为 [7]
  • 第二位：4 + 6 = 10，进位为 1，当前位为 0，结果链表为 [7,0]
  • 第三位：3 + 4 + 1 = 8，无进位，结果链表为 [7,0,8]
• 输出：[7,0,8]

总结

本题考察了链表的操作和进位处理。通过创建虚拟头节点和逐位相加的方式，可以高效地解决该问题。时间复杂度为 O(max(n, m))，其中 n 和 m 分别为两个链表的长度。
最开始我还以为是正常的相加呢，那不得麻烦死，还得反转列表。结果不需要，直接加就好，一下子容易太多了。另外学会了如何新建一个结点， struct ListNode* dummy = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));我就一直想为什么(ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));为什么不对，原来是设置的就有问题。在代码中，dummy 和 current 的类型声明为 struct ListNode*，但在 malloc 和类型转换时，使用了 (ListNode*)，这可能会导致编译错误。正确的类型转换应该是 (struct ListNode*)。

在C语言中，malloc 返回的是 void* 类型。虽然在某些编译器中，显式类型转换是允许的，但严格来说，这种转换是不必要的。如果你的编译器支持，可以去掉类型转换。