【每日挠头算法题】Leetcode 989. 数组形式的整数加法 —— 高精度加法解法

简介: 【每日挠头算法题】Leetcode 989. 数组形式的整数加法 —— 高精度加法解法

今天为大家带来的是力扣上的一道简单题:数组形式的整数加法。这道题我在2个月前就尝试过,但是没有解答出来。两个月后再做这道题目,就变得没那么难了。这次我将以高精度加法进行求解,让我们开始吧!




一、题目描述


链接989. 数组形式的整数加法


描述


整数的 数组形式num 是按照从左到右的顺序表示其数字的数组。


  • 例如,对于 num = 1321 ,数组形式是 [1,3,2,1]
    给定 num ,整数的 数组形式 ,和整数 k ,返回 整数num + k数组形式


示例1

输入:num = [1,2,0,0], k = 34
输出:[1,2,3,4]
解释:1200 + 34 = 1234


示例2

输入:num = [2,7,4], k = 181
输出:[4,5,5]
解释:274 + 181 = 455


示例3

输入:num = [2,1,5], k = 806
输出:[1,0,2,1]
解释:215 + 806 = 1021



提示:


  • 1 <= num.length <= 10^4
  • 0 <= num[i] <= 9
  • num 不包含任何前导零,除了零本身
  • 1 <= k <= 10^4





二、思路及代码实现


这道题题目大意就是:将数组转化为整数与整数 k 相加后的结果存入新数组中,将结果返回


比如 num = [1, 2, 0, 0], k = 34,计算后,返回结果就是 [1, 2, 3, 4] 。


但是可能有进位的存在,比如 [2, 1, 5] 和 806 相加就会变成 1021 ,原本数组大小就不够了 。


总结一下 num 和 k 相加后的情况 :


   相加结果等于 num 数组位数

   相加结果等于 k 的位数

   相加结果比 num 和 k 中较大的多 1


题目给定了 num 数组的大小 ,那么我只要求出 k 的大小然后比较一下,取较大的一个作为返回数组长度 , 开辟空间时多开辟一个空间方便进位 就好了 。


   考虑到进位的问题,所以这道题目我采用了 高精度加法 。其实博主之前只是大概知道高精度加法,所以做题目的时候专门去查了一下高精度加法是怎么使的。


高精度加法其实就是几个步骤:倒序存储数字 → 计算 → 存出结果

至于为什么倒着存,就是方便进位嘛,你想想对于一个数来说是在0下标前进位简单,还是在数组末尾进位简单?那当然是在数组末尾,因为往后偏移一个下标就可以。


对于这题算出长度 len ,开个 len + 1 大小的数组来处理 进位 。


然后就是相关变量的定义 :


   oldNum :记录 num 数组中的数据

   oldSize :记录原数组的下标

   nextNum :存储相加后的数据,并判断是否进位

   cnt :当前返回数组中的元素个数


计算并存储的过程:


   遍历 返回数组 res ,倒着取 num 数组元素,存到 oldNum 中,并 oldSize-- 。

   然后将 oldNum 和 k % 10 ( k 对应位数的值) 的和 累加到 nextNum 中 。

   将 nextNum 的有效数字存入 res 数组当前位置,并将 cnt++ ,表示 res 数组有效数据位数增加。

   再把 nextNum / 10 ,看结果是否为1,为 1 则有 进位 。

   最后调整一下 k ,k / 10 去掉一位。


循环往复如上过程,也就基本把数据 倒着 存到了 res 数组中 。


但是注意了!!!:


我们只遍历 len 次,只能计算出 相加结果等于 num 数组位数 和 相加结果等于 k 的位数 的情况。

比如 num = [2, 1, 5] k = 806 的情况,在经过上述过程中,res 数组中数据为:


3a082d1d0efb48dc790eb8bd09ee2072.png

这样没有考虑到进位的情况。


所以退出循环时,如果 相加结果有进位的话(nextNum == 1) ,是要额外处理一下的。就是在 cnt 下标处填 1 ,然后把 cnt++

88d569392da8553abbf62d6b7ecd0580.png


最后由于我们这个是倒着存的,所以需要把 res 数组的有效数据逆置一下


提一句:逆置的有效数据就是 cnt 的个数。因为我们先开始多开了一个空间,在没有进位的情况中,多开空间的位置是不会被填入数据的。


最后算出来,将 res 数组返回就好了。


接下来看看代码怎么写:

/*
 * oldNum  num数组中的数据
 * oldSize num数组的下标
 * nextNum 判断是否进位
 * cnt     res数组中有效数据的个数
 */
int* addToArrayForm(int* num, int numSize, int k, int* returnSize){
    // 算出 k 的位数
    int kSize = 0;
    int tmp = k;
    while (tmp) {
        ++kSize;
        tmp /= 10;
    }
    // 比较 k 和 数组的长度,求大的
    int len = numSize > kSize ? numSize : kSize;
    // 多开一个空间,以便进位
    int* res = (int*)malloc(sizeof(int) * (len + 1));
    // 高精度加法
    int oldNum = 0, oldSize = numSize - 1, nextNum = 0, cnt = 0;
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        oldNum = 0;
        if (oldSize + 1) {
            oldNum = num[oldSize--];
        }
        nextNum += oldNum + k % 10;
        res[cnt++] = nextNum % 10;
        nextNum /= 10;
        k /= 10;
    }
    if (nextNum) {
        res[cnt++] = 1;
    }
    // 将有效数据逆置
    int l = 0, r = cnt - 1;
    while (l < r) {
        int tmp = res[l];
        res[l] = res[r];
        res[r] = tmp;
        l++;
        r--;
    }
    *returnSize = cnt;
    return res;
}




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