Scala 中用于链表链接的尾递归解决方案

Question

我想在Leetcode上为以下问题编写一个尾递归解决方案-

您将获得两个非空链表，代表两个非负整数。数字以相反的顺序存储，其每个节点都包含一个数字。将两个数字相加并将其作为链表返回。

您可以假设这两个数字不包含任何前导零，除了数字 0 本身。

例：

*Input: (2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)*
*Output: 7 -> 0 -> 8*
*Explanation: 342 + 465 = 807.*

链接到 Leetcode 上的问题

我无法找到在最后一行调用递归函数的方法。 我在这里试图实现的是add函数的递归调用，该函数使用进位添加两个列表的头部并返回一个节点。返回的节点与调用堆栈中的节点链接。

我对 scala 很陌生，我猜我可能错过了一些有用的结构。

/**
* Definition for singly-linked list.
* class ListNode(_x: Int = 0, _next: ListNode = null) {
*   var next: ListNode = _next
*   var x: Int = _x
* }
*/
import scala.annotation.tailrec
object Solution {
def addTwoNumbers(l1: ListNode, l2: ListNode): ListNode = {
add(l1, l2, 0)
}
//@tailrec
def add(l1: ListNode, l2: ListNode, carry: Int): ListNode = {
var sum = 0;
sum = (if(l1!=null) l1.x else 0) + (if(l2!=null) l2.x else 0) + carry;
if(l1 != null || l2 != null || sum > 0)
ListNode(sum%10,add(if(l1!=null) l1.next else null, if(l2!=null) l2.next else null,sum/10))
else null;
}
}

Answer 1

你有几个问题，这些问题大多可以简化为不是惯用语。

像var和null这样的事情在Scala中并不常见，通常，你会使用尾递归算法来避免这种事情。

最后，请记住，尾递归算法要求最后一个表达式是纯值或递归调用。为此，您通常会跟踪剩余的作业以及累加器。

这是一个可能的解决方案：

type Digit = Int // Refined [0..9]
type Number = List[Digit] // Refined NonEmpty.
def sum(n1: Number, n2: Number): Number = {
def aux(d1: Digit, d2: Digit, carry: Digit): (Digit, Digit) = {
val tmp = d1 + d2 + carry
val d = tmp % 10
val c = tmp / 10

d -> c
}
@annotation.tailrec
def loop(r1: Number, r2: Number, acc: Number, carry: Digit): Number =
(r1, r2) match {
case (d1 :: tail1, d2 :: tail2) =>
val (d, c) = aux(d1, d2, carry)
loop(r1 = tail1, r2 = tail2, d :: acc, carry = c)
case (Nil, d2 :: tail2) =>
val (d, c) = aux(d1 = 0, d2, carry)
loop(r1 = Nil, r2 = tail2, d :: acc, carry = c)
case (d1 :: tail1, Nil) =>
val (d, c) = aux(d1, d2 = 0, carry)
loop(r1 = tail1, r2 = Nil, d :: acc, carry = c)
case (Nil, Nil) =>
acc
}
loop(r1 = n1, r2 = n2, acc = List.empty, carry = 0).reverse
}

现在，这种递归往往非常冗长.
通常，stdlib 提供了使相同的算法更简洁的方法：

// This is a solution that do not require the numbers to be already reversed and the output is also in the correct order.
def sum(n1: Number, n2: Number): Number = {
val (result, carry) = n1.reverseIterator.zipAll(n2.reverseIterator, 0, 0).foldLeft(List.empty[Digit] -> 0) {
case ((acc, carry), (d1, d2)) =>
val tmp = d1 + d2 + carry
val d = tmp % 10
val c = tmp / 10
(d :: acc) -> c
}

if (carry > 0) carry :: result else result
}

Answer 2

Scala 在 LeetCode 上不太受欢迎，但这个解决方案(不是最好的(会被 LeetCode 的在线评委接受：

import scala.collection.mutable._
object Solution {
def addTwoNumbers(listA: ListNode, listB: ListNode): ListNode = {
var tempBufferA: ListBuffer[Int] = ListBuffer.empty
var tempBufferB: ListBuffer[Int] = ListBuffer.empty
tempBufferA.clear()
tempBufferB.clear()
def listTraversalA(listA: ListNode): ListBuffer[Int] = {
if (listA == null) {
return tempBufferA
} else {
tempBufferA += listA.x
listTraversalA(listA.next)
}
}
def listTraversalB(listB: ListNode): ListBuffer[Int] = {
if (listB == null) {
return tempBufferB
} else {
tempBufferB += listB.x
listTraversalB(listB.next)
}
}
val resultA: ListBuffer[Int] = listTraversalA(listA)
val resultB: ListBuffer[Int] = listTraversalB(listB)
val resultSum: BigInt = BigInt(resultA.reverse.mkString) + BigInt(resultB.reverse.mkString)
var listNodeResult: ListBuffer[ListNode] = ListBuffer.empty
val resultList = resultSum.toString.toList
var lastListNode: ListNode = null
for (i <-0 until resultList.size) {
if (i == 0) {
lastListNode = new ListNode(resultList(i).toString.toInt)
listNodeResult += lastListNode
} else {
lastListNode = new ListNode(resultList(i).toString.toInt, lastListNode)
listNodeResult += lastListNode
}
}
return listNodeResult.reverse(0)
}
}

<小时 />

参考资料

• 有关其他详细信息，您可以查看讨论区。其中有很多公认的解决方案、解释、多种语言的高效算法以及时间/空间复杂性分析。