C++程序 两个非空链表，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。请将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表

<think>首先，用户的问题是关于如何用C++实现两个逆序存储的非空链表相加，并返回结果链表。链表表示非负整数，每个节点存储一位数字，逆序存储，意思是链表的头节点是个位数。我需要参考用户提供的引用。引用[1]、[2]、[3]都是关于Java实现的，但用户要求C++实现。所以，我必须将这些Java代码转换为C++，同时保持逻辑一致。关键点：-输入是两个链表，每个节点存储一个数字，逆序存储。-输出是一个新链表，表示两个数相加的结果，同样逆序存储。-需要处理进位。-链表可能长度不同，所以需要处理一个链表先结束的情况。-最后，如果有剩余进位，需要添加一个新节点。从引用中提取算法：-引用[2]和[3]的Java代码展示了类似的方法：-创建一个哑节点（dummynode）作为新链表的头。-遍历两个链表，同时处理每个节点的值加上进位。-计算和，然后取模10得到当前位的值，整除10得到进位。-如果链表长度不同，当一个链表结束时，用0代替其值。-遍历结束后，如果还有进位，添加一个新节点。现在，我需要用C++实现这个逻辑。C++中链表节点通常定义为结构体。假设链表节点定义如下：```cppstructListNode{intval;ListNode*next;ListNode():val(0),next(nullptr){}ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}ListNode(intx,ListNode*next):val(x),next(next){}};```这与引用[3]中的Java定义类似。算法步骤：1.初始化一个哑节点（dummynode）来简化链表操作。2.设置当前指针指向哑节点。3.初始化进位为0。4.遍历两个链表，直到两者都为空：a.获取当前节点的值（如果链表不为空，否则为0）。b.计算和：值1+值2+进位。c.更新进位：和/10。d.当前位的值：和%10。e.创建新节点存储当前位的值，并添加到结果链表。f.移动所有指针（如果链表不为空）。5.如果遍历结束后进位不为0，添加一个节点存储进位值。6.返回哑节点的下一个节点，即结果链表的头。在C++中，需要注意内存管理：需要为每个新节点分配内存。现在，构建C++代码。首先，定义函数签名：```cppListNode*addTwoNumbers(ListNode*l1,ListNode*l2){//实现}```然后，实现内部逻辑。参考引用[3]的Java代码：```javaclassSolution{publicListNodeaddTwoNumbers(ListNodel1,ListNodel2){ListNodepre=newListNode(0);ListNodecur=pre;intcarry=0;while(l1!=null||l2!=null){intx=(l1!=null)?l1.val:0;inty=(l2!=null)?l2.val:0;intsum=x+y+carry;carry=sum/10;sum=sum%10;cur.next=newListNode(sum);cur=cur.next;if(l1!=null)l1=l1.next;if(l2!=null)l2=l2.next;}if(carry==1){cur.next=newListNode(1);}returnpre.next;}}```我将这个逻辑转换为C++。C++版本：```cppListNode*addTwoNumbers(ListNode*l1,ListNode*l2){ListNode*dummy=newListNode(0);//哑节点ListNode*current=dummy;intcarry=0;while(l1!=nullptr||l2!=nullptr){intx=(l1!=nullptr)?l1->val:0;inty=(l2!=nullptr)?l2->val:0;intsum=x+y+carry;carry=sum/10;sum=sum%10;current->next=newListNode(sum);current=current->next;if(l1!=nullptr)l1=l1->next;if(l2!=nullptr)l2=l2->next;}if(carry>0){current->next=newListNode(carry);}returndummy->next;}```注意：-在C++中，指针使用`nullptr`而不是`null`。-使用`new`来动态分配内存。-返回`dummy->next`作为结果。用户要求使用中文回答，所以我需要用中文解释这个代码。此外，用户要求生成相关问题，所以我需要在回答末尾添加相关问题。结构回答：1.解释问题：逆序链表表示数字，如何相加。2.提供C++实现代码。3.解释代码逻辑。4.添加相关问题。最后，添加引用标识：用户提供了引用，但它们是Java的，不是直接相关。我应该提到参考了这些思路，但转换为C++。用户说："上述引用仅供参考，并不是用户真正的需求，请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。"但在这个对话中，没有上一次的问题，因为这是第一个问题。所以，我直接基于引用和用户问题回答。现在，写回答。</think>### C++ 实现两个逆序存储的非负整数链表相加 在解决这个问题时，输入是两个非空链表，每个节点存储一位数字，且数字以逆序方式存储（链表头节点表示个位）。输出是一个新链表，同样以逆序方式存储两数相加的结果。例如： - 输入链表1：`2->4->3`（表示整数342） - 输入链表2：`5->6->4`（表示整数465） - 输出链表：`7->0->8`（表示结果807 = 342 + 465） 算法核心思路： 1. **处理进位**：从个位开始逐位相加，进位值传递到下一位。 2. **链表长度差异**：当一条链表遍历结束时，用0替代其值。 3. **最终进位**：如果相加后仍有进位，添加一个新节点存储进位值。 4. **哑节点简化操作**：使用哑节点作为结果链表的临时头，简化边界条件处理。 以下是完整的C++实现代码，基于引用[2]和[3]中的Java逻辑转换而来，并适配C++语法： ```cpp #include <iostream> // 链表节点定义 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) {} }; // 函数实现两链表相加 ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) { ListNode* dummy = new ListNode(0); // 哑节点，简化链表操作 ListNode* current = dummy; // 当前指针，用于构建结果链表 int carry = 0; // 进位值，初始化为0 // 遍历两个链表，直到两者都结束 while (l1 != nullptr || l2 != nullptr) { // 获取当前节点的值（如果链表为空则用0） int x = (l1 != nullptr) ? l1->val : 0; int y = (l2 != nullptr) ? l2->val : 0; // 计算和并更新进位 int sum = x + y + carry; carry = sum / 10; // 计算进位 sum = sum % 10; // 计算当前位的值 // 创建新节点存储当前位值，并添加到结果链表 current->next = new ListNode(sum); current = current->next; // 移动当前指针 // 移动输入链表指针（如果未结束） if (l1 != nullptr) l1 = l1->next; if (l2 != nullptr) l2 = l2->next; } // 处理剩余进位 if (carry > 0) { current->next = new ListNode(carry); } return dummy->next; // 返回哑节点的下一个，即结果链表的真实头节点 } // 辅助函数：打印链表（用于测试） void printList(ListNode* head) { while (head != nullptr) { std::cout << head->val; if (head->next != nullptr) std::cout << "->"; head = head->next; } std::cout << std::endl; } // 测试示例 int main() { // 示例链表1: 2->4->3（表示342） ListNode* l1 = new ListNode(2); l1->next = new ListNode(4); l1->next->next = new ListNode(3); // 示例链表2: 5->6->4（表示465） ListNode* l2 = new ListNode(5); l2->next = new ListNode(6); l2->next->next = new ListNode(4); // 计算并打印结果 ListNode* result = addTwoNumbers(l1, l2); std::cout << "结果链表: "; printList(result); // 输出: 7->0->8 // 释放内存（实际应用中需处理） // ...省略内存释放代码... return 0; } ``` ### 代码逻辑详解 1. **初始化**： - 创建一个哑节点 `dummy`，其 `next` 指针指向结果链表的真实头节点。 - `current` 指针用于遍历和构建结果链表。 - `carry` 存储进位值，初始为0。 2. **遍历链表**： - 使用 `while` 循环，条件为 `l1` 或 `l2` 不为空（`nullptr`）。 - 对于每个位： - 获取当前节点的值（如果链表已结束，则用0）。 - 计算总和：$ \text{sum} = x + y + \text{carry} $。 - 更新进位：$ \text{carry} = \lfloor \text{sum} / 10 \rfloor $。 - 当前位值：$ \text{sum} = \text{sum} \mod 10 $。 - 创建新节点并添加到结果链表。 3. **处理边界**： - 循环结束后，如果 `carry > 0`，添加一个新节点存储进位值。 - 返回 `dummy->next`，避免返回哑节点本身。 4. **时间复杂度**：$O(\max(m, n))$，其中 $m$ 和 $n$ 是两个链表的长度。空间复杂度：$O(\max(m, n))$，用于存储结果链表[^2][^3]。 ### 测试示例 输入： - `l1 = [2,4,3]`（表示342） - `l2 = [5,6,4]`（表示465） 输出： - `[7,0,8]`（表示807），因为 $342 + 465 = 807$[^3]。 此实现正确处理了链表长度不等和进位问题，符合逆序存储的要求。