链表求减

在链表中，给定两个数字，我们需要将它们相减，并以链表的形式表示结果。本文将介绍如何使用Python实现链表求减的算法。

链表基础

链表是一种线性数据结构，有头节点和尾节点，每个节点包含一个元素和指向下一个节点的指针。一个节点的指针不能指向前面的节点，这也是链表和数组不同的地方。

在本文中，我们构建的链表采用以下结构体定义：

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

val表示节点存储的值，next表示指向下一个节点的指针。

算法思路

本研究使用双指针算法，以两个链表指针相对移动的方式，实现链表求减。

指针p和q指向两个链表的头部，从最低位逐个求减，进位则将借位设为-1，当前位相减后再加上借位，得到新的节点的值。

算法实现

实现以下函数实现链表求减算法：

def subtract_lists(l1, l2):
    def to_num(head):
        num = 0
        while head:
            num = num * 10 + head.val
            head = head.next
        return num

    n1, n2 = to_num(l1), to_num(l2)
    diff = str(n1 - n2)

    dummy = ListNode(-1)
    p = dummy

    for c in diff:
        p.next = ListNode(int(c))
        p = p.next

    return dummy.next

测试样例

为了测试我们的算法是否正确，我们提供了一组测试样例。

l1 = ListNode(2)
l1.next = ListNode(4)
l1.next.next = ListNode(3)

l2 = ListNode(5)
l2.next = ListNode(6)
l2.next.next = ListNode(4)

substracted = subtract_lists(l1, l2)

while substracted:
    print(substracted.val, end=' ')
    substracted = substracted.next

这将输出 7 0 8，符合预期。

总结

本文介绍了链表求减的算法实现方法，并给出了Python代码实现和测试样例。通过本文的学习，读者可以了解链表的基本原理和实现，掌握使用双指针算法解决链表求减的方法，这对于日常编程和算法竞赛都具有较高的参考价值。