题目描述

本文是leetcode第2题的题解，题目描述摘自leetcode。如下

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。

如图， 342 和 465 相加，得到的结果为 807，但 342 和 465 以及结果均由链表表示，链表元素从左至右依次是数字的个位、十位、百位。

举例：

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

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]

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]

限制：

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

解题思路

此题的解法比较简单，按照加法操作做模拟就可以。
加法操作：先从个位开始相加，逢10进1，直到两个加数的最高位都已完成加操作。
正确的数字个位是在最右，而此题为了减小相加难度，将个位放在了链表的第一个元素，从左至右依次是个十百千等，试想一下，如果此题遵循我们的习惯，将个位放在链表最后一个位置，难度是不是就加大了？感兴趣可以去尝试code一下个位在最右的解法。

ok，回到正题，那么此题，其实只需要同时遍历两个链表，将对应位的元素相加 + 上一位的进位值，直到两个链表都处理完最后一个元素，最后再关注一下最后一位相加有没有产生进位，整个加法操作就完成了。
几个注意的点：

1. 每一位相加都要加上一位的进位值，个位相加时我们将进位值初始为0
2. 两个链表元素个数可能相等，也可能不等，因此我们需要考虑链表长短不一的情况，其中一个已经遍历完，另一个还有剩余位的情况
3. 最后一位加完，有没有产生进位，没有进位，就是进位0，有进位，就是该进位值，对于有进位的情况，链表遍历结束后，要给存储结果的链表，尾部再插入最后一位相加产生的进位。

代码

以下是我的题解，重要的代码都有注释，大家可以去leetcode，提交代码，如果有可以优化代码的地方，请在评论区留言，万分感谢

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        int cb = 0; // 初始化进位值为0
        ListNode* dummyNode = new ListNode(-1); // 定义一个哑节点，链表第一个节点的上一个节点，用于辅助
        ListNode* tail = dummyNode; 
        int val;
        int a, b;
        for( ; l1 || l2; )
        {
            if(!l1) a = 0; else a = l1->val, l1 = l1->next; // 下面会进行解释
            if(!l2) b = 0; else b = l2->val, l2 = l2->next;
            val = a + b + cb; // 对应位值相加 + 上一位进位
            cb = val / 10; // 产生当前位的进位值
            tail = tail->next = new ListNode(val % 10); // 将当前位的相加结果 % 10 插入结果链表尾部
        }
        if(cb) // 处理最后一位产生的进位值
        {
            tail = tail->next = new ListNode(cb);
        }
        ListNode* head = dummyNode->next; // 哑节点不需要，返回链表第一个节点
        delete dummyNode;
        return head;
    }
};

上述代码中如下部分，是笔者浏览海外版leetcode社区题解中，看到的写的很巧妙的地方，所以特地学习了下。
如果不这么写，其实我们也可以将循环相加的循环条件定义为 while (l1 && l2)，然后在循环退出后，处理长出来的那部分链表。
但好的东西需要学习，所以看下这段代码吧

if(!l1) a = 0; else a = l1->val, l1 = l1->next; // 这里逻辑上做了优化，下面会进行解释
if(!l2) b = 0; else b = l2->val, l2 = l2->next;

这段代码巧妙的处理了两个链表长短不一的情况，无论哪个链表先结束，只需要将该链表对应的数的高位都设置为0，去和另一位相加，如下图所示：

上面的l1链表，只有三个元素243，因此在进行千位相加时，l1元素就已经是NULL节点了，但我们假设还有节点，只不过该“节点”的元素是0.