计算 2 个链表中的值总和

Question

所以我最近在一次面试中遇到了一个编程问题。

有 2 个链表，每个节点存储一个从 1 到 9 的值(表示数字的一个索引(。因此 123 将是一个链表 1->2->3

任务是创建一个函数：

static LinkedListNode getSum(LinkedListNode a, LinkedListNode b)

这将返回 2 个链表参数中值的总和。

如果数组 a 为：1->2->3->4

数组 b 为：5->6->7->8

答案应该是：6->9->1->2

这是我的算法：

遍历 a 和 b 中的每个节点，将值作为整数并相加。使用这些值创建新的链表。

这是代码：它以我假设的大致 O(3n( 的复杂度运行。一次通过每个数组输入，一次创建输出数组。

有什么改进吗？更好的算法...或代码改进

public class LinkedListNode {
        LinkedListNode next;
        int value;
    public LinkedListNode(int value) {
            this.value = value;
        this.next = null;
    }
    static int getValue(LinkedListNode node) {
        int value = node.value;
        while (node.next != null) {
            node = node.next;
            value = value * 10 + node.value;
        }
        return value;
    }
    static LinkedListNode getSum(LinkedListNode a, LinkedListNode b) {
        LinkedListNode answer = new LinkedListNode(0);
        LinkedListNode ans = answer;
        int aval = getValue(a);
        int bval = getValue(b);
        int result = aval + bval;
        while (result > 0) {
            int len = (int) Math.pow((double) 10,
                    (double) String.valueOf(result).length() - 1);
            int val = result / len;
            ans.next = new LinkedListNode(val);
            ans = ans.next;
            result = result - val*len;
            }    
        return answer.next;
    }
}

Answer 1

让我试一试...

static LinkedListNode getSum(LinkedListNode a, LinkedListNode b) {  
  //some checks first if any computation will be needed at all
  if(a == null) {
    if(b == null)
      return null;
    else
      return b;
  } else if (b == null)
    return a;
  //initialize the variables
  LinkedListNode stacka = null; 
  LinkedListNode stackb = null;
  LinkedListNode ans = null;
  LinkedListNode temp = null;
  //move the contents of a & b into stacka & stackb respectively at the same time
  //best case is when a & b are of equal size
  //worst case is when the size of a & b are worlds apart.
  while(a != null || b != null){
    if(a != null) {
      if(stacka == null){
        stacka = new LinkedListNode(a.value);
      } else {
        temp = new LinkedListNode(a.value);
        temp.next = stacka;
        stacka = temp;
      }
    }
    if(b != null) {
      if(stackb == null){
        stackb = new LinkedListNode(b.value);
      } else {
        temp = new LinkedListNode(b.value);
        temp.next = stackb;
        stackb = temp;
      }
    }
    if(a != null) a = a.next;
    if(b != null) b = b.next;
  }
  int remainder = 0;
  //just pop off the stack then merge! also, don't forget the remainder~
  while(stacka != null || stackb != null){
    //pop from the top of the stack
    int i = ((stacka == null) ? 0 : stacka.value) + ((stackb == null) ? 0 : stackb.value) + remainder;
    //set the value of the remainder if any as well as the value of i
    remainder = i / 10;
    i %= 10;
    temp = new LinkedListNode(i);
    if(ans == null) {
      ans  = temp;
    } else {
      temp.next = ans;
      ans = temp;
    }
    if(stacka != null) stacka = stacka.next;
    if(stackb != null) stackb = stackb.next;
  }
  return ans;
}

由于我没有使用 getValue(( 函数，因此在最好的情况下，这应该在 O(2n( 左右。我在这里所做的是使用 LinkedListNode 作为堆栈来临时存储节点，同时反转它们，然后一次弹出一个值以填充输出 LinkedListNode。

再说一次，最后，两种算法仍然属于O(n(，因此差异可以忽略不计。

如果我有时间，我会稍后尝试制作递归版本。

附言抱歉，如果我没有在我的一些 if else 语句中添加大括号，很难使用答案表单来标记它们

Answer 2

最初的问题是在Java中，但这里有一个非常简单的Scala解决方案。它用 0 填充列表，以便它们的长度相同。然后，它将列表压缩在一起，以便我们有一个单一的对列表。最后，它将对从右到左相加，传递一个进位值。(就像你在一年级学会如何添加数字一样。它展示了如何使用函数式技术快速解决问题，并用少量代码：

def add(nums1: List[Int], nums2: List[Int]): List[Int] = {
  val nums1Size = nums1.size
  val nums2Size = nums2.size
  val maxSize = nums1Size max nums2Size
  val nums1Padded = List.fill(maxSize - nums1Size)(0) ++ nums1
  val nums2Padded = List.fill(maxSize - nums2Size)(0) ++ nums2
  val zipped = nums1Padded.zip(nums2Padded)
  val (result, carry) = zipped.foldRight((List.empty[Int], 0)) { (curr, r) =>
    val sum = curr._1 + curr._2 + r._2
    ((sum % 10) :: r._1, sum / 10)
  }
  if (carry > 0) carry :: result else result
}

Answer 3

可以通过从后到前构造生成的链表来优化它：

int aval = getValue(a);
int bval = getValue(b);
int result = aval + bval;
LinkedListNode answer = null;
while (result > 0) {
    int val = result % 10;
    LinkedListNode prev = answer;
    answer = new LinkedListNode(val);
    answer.next = prev;
    result /= 10;
}
if (answer == null) {
    // Assuming you want to return 0 rather than null if the sum is 0
    answer = new LinkedListNode(0);
}
return answer;

这避免了重复的 Math.pow 调用。

我认为您使用的整体算法应该是最快的。我想到的一种选择是对每对数字进行某种加进操作(即"手动"进行加法(，但这很可能更慢。

Answer 4

通常在这些类型的练习中，人们期望在不先转换为更常见的中间形式(如整数(的情况下执行操作。 我期望得到的下一个问题是，"如果数字长 100 位怎么办？ 尝试仅使用链表来解决它，尽管您可能必须反转操作数的方向才能提供合理的运行时间。

Answer 5

首先，浏览两个列表，翻转箭头的方向，并以内存中的最后一个节点结束。这是线性时间和恒定空间。

现在，您有一对链表，它们表示从低位到高位的数字。再次浏览列表，创建新的链表并随时向后翻转箭头。这是线性时间和线性空间(对于新列表(。