【数据结构与算法 | 灵神题单 | 合并链表篇】力扣2, 21, 445, 2816

1. 力扣2：两数相加

1.1 题目：

给你两个 非空 的链表，表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的，并且每个节点只能存储 一位 数字。

请你将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

示例 1：

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

示例 2：

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]

示例 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
• 题目数据保证列表表示的数字不含前导零

1.2 思路：

看注释，比较简单。

1.3 题解：

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {if(l1 == null && l2 == null){return null;}ListNode p1 = l1;ListNode p2 = l2;// 两个指针从两个链表分别开始遍历// 将L1作为主链表while(p1 != null && p2 != null){// 开始一轮遍历直接把L2的值加到L1上即可p1.val = p1.val + p2.val;// 如果L1的长小于等于L2，则把L2多余的一段给L1if(p1.next == null){p1.next = p2.next;break;}p1 = p1.next;p2 = p2.next;}p1 = l1;// 再次遍历，如果遇到大于等于10的节点，将这个节点的值-10// 如果这个点的下一个节点不为null，则它的next节点+1// 否则new一个节点即可while(p1 != null){if(p1.val >= 10){p1.val -= 10;if(p1.next != null){p1.next.val += 1;}else{p1.next = new ListNode(1, null);}}p1 = p1.next;}return l1;}
}

2. 力扣21：合并两个有序链表

2.1 题目：

将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。 

示例 1：

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出：[1,1,2,3,4,4]

示例 2：

输入：l1 = [], l2 = []
输出：[]

示例 3：

输入：l1 = [], l2 = [0]
输出：[0]

提示：

• 两个链表的节点数目范围是 [0, 50]
• -100 <= Node.val <= 100
• l1 和 l2 均按 非递减顺序 排列

2.2 思路：

看注释，题目也比较简单。

2.3 题解：

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {// 特殊情况先列出来if(list1 == null && list2 == null){return null;} else if(list1 == null){return list2;}else if (list1 == null){return list1;}ListNode dummy = new ListNode(-1, null);ListNode p = dummy;while(list1 != null && list2 != null){if(list1.val <= list2.val){p.next = list1;p = p.next;list1 = list1.next;}else{p.next = list2;p = p.next;list2 = list2.next;}}// 如果list1和list2都为null，此时走第一个if循环没啥问题if(list1 == null){p.next = list2;} else if (list2 == null){p.next = list1;}return dummy.next;}}

3. 力扣445：两数相加2

3.1 题目:

给你两个 非空 链表来代表两个非负整数。数字最高位位于链表开始位置。它们的每个节点只存储一位数字。将这两数相加会返回一个新的链表。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数字都不会以零开头。

示例1：

输入：l1 = [7,2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出：[7,8,0,7]

示例2：

输入：l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出：[8,0,7]

示例3：

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]

提示：

• 链表的长度范围为 [1, 100]
• 0 <= node.val <= 9
• 输入数据保证链表代表的数字无前导 0

进阶：如果输入链表不能翻转该如何解决？

3.2 思路：

反转链表，让数字高位变成低位，然后低位开始相加。

3.3 题解：

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {// 先将两个链表反转过来，让高位变成低位l1 = reverse(l1);l2 = reverse(l2);ListNode p = l1;// 同是数字低位才可以相加while(l1 != null && l2 != null){l1.val = l1.val + l2.val;// 如果l1的长度小于等于L2// 把L2多余的部分接到L1上if(l1.next == null){l1.next = l2.next;break;}l1 = l1.next;l2 = l2.next;}ListNode p_copy = p;// p_copy遍历链表，把节点值超过10的值更新一下// 如果有下一个节点，则把下一个节点的值+1，否则new一个节点while(p_copy != null){if(p_copy.val >= 10){p_copy.val -= 10;if(p_copy.next != null){p_copy.next.val++;}else{p_copy.next = new ListNode(1, null);}}p_copy = p_copy.next;}// 再反转链表，把低位变成高位。return reverse(p);}// 反转链表方法private ListNode reverse(ListNode head) {// 新链表的哨兵节点ListNode dummy = new ListNode(10086, null);// 头插法while(head != null){ListNode p = head.next;head.next = dummy.next;dummy.next = head;head = p;}return dummy.next;}
}

4. 力扣2816：翻倍以链表形式表示的数字

4.1 题目：

你一个 非空 链表的头节点 head ，表示一个不含前导零的非负数整数。

将链表 翻倍 后，返回头节点 head 。

示例 1：

输入：head = [1,8,9]
输出：[3,7,8]
解释：上图中给出的链表，表示数字 189 。返回的链表表示数字 189 * 2 = 378 。

示例 2：

输入：head = [9,9,9]
输出：[1,9,9,8]
解释：上图中给出的链表，表示数字 999 。返回的链表表示数字 999 * 2 = 1998 

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [1, 104] 内
• 0 <= Node.val <= 9
• 生成的输入满足：链表表示一个不含前导零的数字，除了数字 0 本身。

4.2 思路：

看注释：可以将整个链表和*2转化为将每个节点的值翻倍。然后再处理每个节点的值是否超过了10，超过了则需要处理。

4.3 题解：

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode doubleIt(ListNode head) {if(head == null){return null;}// 将整个链表节点的和*2 -> 将原链表的每个节点值*2ListNode p =head;while(p != null){p.val *= 2;p = p.next;}// 将链表倒置,为了让低位数字向高位数字进位head = reverse(head);p = head;// while循环处理每个节点的逻辑while(p != null){if(p.val >= 10){p.val -= 10;if(p.next != null){p.next.val += 1;}else{p.next = new ListNode(1, null);}}p = p.next;}// 整个链表处理完了，再将链表倒置，数字高位在链表前面head = reverse(head);return head;}private ListNode reverse(ListNode head) {// 新链表的哨兵节点ListNode dummy = new ListNode(10086, null);// 头插法while(head != null){ListNode p = head.next;head.next = dummy.next;dummy.next = head;head = p;}return dummy.next;}
}