实现两个链表类的链接

在编程领域，链表是一种非常基础且重要的数据结构，它不同于数组，不连续存储数据，而是通过节点间的引用关系来组织数据。本题的核心任务是实现两个链表类的链接，以便模拟加法运算，也就是将两个链表的元素相加。我们将详细探讨链表的结构、操作以及如何实现这个特定的加法功能。 我们需要定义链表节点。每个链表节点通常包含两部分：数据域（存储元素值）和指针域（指向下一个节点）。在Python中，一个简单的链表节点定义可能如下： ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next ``` 接下来，我们创建两个链表类，分别表示两个链表。这两个类应包含基本的操作，如插入节点、遍历链表等。假设我们已经有了`List1`和`List2`两个链表类，它们分别存储了两个数字的每一位，例如，链表`List1`为543，链表`List2`为236。 实现加法的关键在于找到两个链表的公共节点，然后逐位相加。由于链表可能长度不同，我们需要先调整它们的长度，使它们具有相同的长度。具体步骤如下： 1. 找到较长链表的末尾，然后反向遍历较短的链表，每次插入一个带有值0的新节点，直到两个链表长度相等。 2. 初始化一个新的空链表`Result`用于存储结果，以及两个辅助变量`carry`（进位）和`current1`, `current2`（分别指向两个链表的当前节点）。 3. 遍历两个链表，同时进行加法运算。对于每个节点，将`current1`和`current2`的值相加，加上`carry`，得到当前位的和与新的进位。如果和大于等于10，则需要进行进位操作，将和对10取模作为新节点的值，进位设为1；否则，新节点的值即为和，进位保持不变。 4. 将新节点添加到`Result`链表，并将`current1`和`current2`移动到下一个节点。 5. 如果在遍历过程中`current1`或`current2`还有剩余节点，将剩余的节点（包括进位）逐个加入到`Result`链表。 6. 返回`Result`链表，此时它已经包含了两个链表相加的结果。 下面是一个简化的代码实现： ```python def addTwoLists(list1, list2): # 调整链表长度 while list1 and not list2: list1 = list1.next while list2 and not list1: list2 = list2.next carry = 0 result_head = ListNode() current = result_head # 遍历并相加 while list1 or list2: val1 = list1.val if list1 else 0 val2 = list2.val if list2 else 0 total = val1 + val2 + carry carry = total // 10 new_node = ListNode(total % 10) current.next = new_node current = current.next if list1: list1 = list1.next if list2: list2 = list2.next # 处理最后的进位 if carry > 0: new_node = ListNode(carry) current.next = new_node return result_head.next ``` 在这个实现中，`addTwoLists`函数接收两个链表作为参数，返回它们相加的结果链表。注意，结果链表的头节点是通过`result_head`初始化的，但返回的是`result_head.next`，因为`result_head`本身并不存储任何有效数据。 通过这样的设计，我们可以灵活地处理任意长度的链表，并完成链表形式的数字加法运算。这个任务展示了链表数据结构的灵活性和链表操作的基本技巧，对于理解数据结构和算法有很重要的意义。