2. add two numbers

2. Add Two Numbers/2. Add Two Numbers.md

@@ -0,0 +1,153 @@
+step1
+解く問題：https://leetcode.com/problems/add-two-numbers/description/
+１つ目のノードには１の位、２つ目のノードには１０の位、・・・と格納されている。
+１つ目のノードの値＋２つ目のノードの値×１０＋３つ目のノードの値×１００というように計算してそれぞれのリストの値を求める。
+それらを足した数を１の位から格納していく。
+割り算の余りを考えれば、各桁の数を取り出せそう。
+n÷１０の余りをkとする。
+kが１の位の数
+n = (n-k)/10とすれば繰り返し処理にできそう。
+ここまで思いついたことをコードにしてみる。
+ある数を１の位からノードにして格納する方法で悩んでいる。
+数字は取り出せるが、次のノードへの連結が難しい。
+dummyを用意してそこを始点とすると上手くいきそう。
+とりあえず書いてみた。
+sumで判定を行っているので、一番最初のsumが０の時にリストが返されないことに気づいた。
+sumが0の時の処理を加えた。
+とりあえず実行できた。
+```python3
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def addTwoNumbers(self, l1: Optional[ListNode], l2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        l1_number = 0
+        l2_number = 0
+
+        #l1の数字を求める
+        node = l1
+        digit = 1
+        while node is not None:
+            l1_number += node.val * digit
+            digit = digit * 10
+            node = node.next
+
+        #l2の数字を求める
+        node = l2
+        digit = 1
+        while node is not None:
+            l2_number += node.val * digit
+            digit = digit * 10
+            node = node.next
+
+        sum = l1_number + l2_number
+
+        if sum == 0:
+            node = ListNode(0)
+            return  node
+
+        dummy = ListNode()
+        last_added_node = dummy
+        #sumの１の位から順にリストを作成する
+        while sum != 0:
+            node_val = sum % 10
+            sum = (sum - node_val) // 10
+
+            node = ListNode(node_val)
+            last_added_node.next = node
+            last_added_node = node
+
+        return dummy.next
+```
+
+step2
+他の人のコードを見てみた。
+多くの人が同じ桁のノードごとに計算を行っていた。
+なぜこのやり方でやるのかわからない。
+と思っていたら、araiさんの動画で説明があった。
+動画でこの問題は大きな数字を扱うためにこのような操作を行っているらしい。
+確かに最初に数字を計算する手法では、もしノード数が１００だった場合に１００桁の数字を扱うことになる。
+１００桁の数字は64bitで表現できない。他の言語ではこのアルゴリズムは使えない。
+c++で上手くいかなかった人がいた。https://github.com/5103246/LeetCode_Arai60/pull/5/commits/475690037f777b12e6f01dfd3335fd7c2fbcb5db
+また、大きな数字の割り算を何度も行うことになる。
+同じ桁のノードごとに演算を行う方が良いと思った。
+極端な入力などを自分の頭で動かしてみるなどすれば、大きな数字を扱えないことに気づけたのかもしれない。
+Pythonは何桁まで使えるのか気なった。
+https://docs.python.org/ja/3.14/library/stdtypes.html#numeric-types-int-float-complex　
+整数には精度の制限がないらしい
+それをどのように実現しているのかgeminiに聞いた。
+この問題と同じように桁ごとに分割して格納しているらしい。2^30進数らしい。
+Pythonの整数型の実装コード　https://github.com/python/cpython/blob/main/Objects/longobject.c
+そのため桁ごとに計算する方針で解くことにする。
+各桁の足し算を行う際に、数字を記録しておいて後で、まとめて足すコード　https://github.com/resumit30minutes/leetcode-arai60-practice/blob/7c31041bc3f35ffa52f6637ef74afaf9d644f4a0/leetcode/add_two_numbers/step4.py
+順に足していっているコード　https://github.com/05ryt31/leetcode/blob/main/2-add-two-numbers/step3.py
+まとめて足すコードの方が、足し算の式が一本にまとまっており何をしているのかわかりやすかったので、こちらのやり方でコードを書くことにする。
+divmodという関数があるらしい。名前の通り、入力した２つの数のdivとmodを返す。
+```python3
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def addTwoNumbers(self, l1: Optional[ListNode], l2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        dummy = ListNode()
+        fixed_tail = dummy
+        carry = 0
+
+        while l1 is not None or l2 is not None or carry != 0:
+            node1_val = 0
+            if l1 is not None:
+                node1_val = l1.val
+                l1 = l1.next
+
+            node2_val = 0
+            if l2 is not None:
+                node2_val = l2.val
+                l2 = l2.next
+
+            total = node1_val + node2_val + carry
+
+            digit = total % 10
+            fixed_tail.next = ListNode(digit)
+            fixed_tail = fixed_tail.next
+            carry = total // 10
+
+        return dummy.next
+```
+step3
+```python3
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def addTwoNumbers(self, l1: Optional[ListNode], l2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        dummy = ListNode()
+        fixed_tail = dummy
+        carry = 0
+
+        while l1 is not None or l2 is not None or carry != 0:
+            node1_val = 0
+            if l1 is not None:
+                node1_val = l1.val
+                l1 = l1.next
+
+            node2_val = 0
+            if l2 is not None:
+                node2_val = l2.val
+                l2 = l2.next
+
+            total = node1_val + node2_val + carry
+
+            digit = total % 10
+            fixed_tail.next = ListNode(digit)
+            fixed_tail = fixed_tail.next
+
+            carry = total // 10
+
+        return dummy.next
+```

2. Add Two Numbers/memo.md

@@ -0,0 +1,43 @@
+step1
+解く問題：https://leetcode.com/problems/add-two-numbers/description/
+１つ目のノードには１の位、２つ目のノードには１０の位、・・・と格納されている。
+１つ目のノードの値＋２つ目のノードの値×１０＋３つ目のノードの値×１００というように計算してそれぞれのリストの値を求める。
+それらを足した数を１の位から格納していく。
+割り算の余りを考えれば、各桁の数を取り出せそう。
+n÷１０の余りをkとする。
+kが１の位の数
+n = (n-k)/10とすれば繰り返し処理にできそう。
+ここまで思いついたことをコードにしてみる。
+ある数を１の位からノードにして格納する方法で悩んでいる。
+数字は取り出せるが、次のノードへの連結が難しい。
+dummyを用意してそこを始点とすると上手くいきそう。
+とりあえず書いてみた。
+sumで判定を行っているので、一番最初のsumが０の時にリストが返されないことに気づいた。
+sumが0の時の処理を加えた。
+とりあえず実行できた。
+
+step2
+他の人のコードを見てみた。
+多くの人が同じ桁のノードごとに計算を行っていた。
+なぜこのやり方でやるのかわからない。
+と思っていたら、araiさんの動画で説明があった。
+動画でこの問題は大きな数字を扱うためにこのような操作を行っているらしい。
+確かに最初に数字を計算する手法では、もしノード数が１００だった場合に１００桁の数字を扱うことになる。
+１００桁の数字は64bitで表現できない。他の言語ではこのアルゴリズムは使えない。
+c++で上手くいかなかった人がいた。https://github.com/5103246/LeetCode_Arai60/pull/5/commits/475690037f777b12e6f01dfd3335fd7c2fbcb5db
+また、大きな数字の割り算を何度も行うことになる。
+同じ桁のノードごとに演算を行う方が良いと思った。
+極端な入力などを自分の頭で動かしてみるなどすれば、大きな数字を扱えないことに気づけたのかもしれない。
+Pythonは何桁まで使えるのか気なった。
+https://docs.python.org/ja/3.14/library/stdtypes.html#numeric-types-int-float-complex　
+整数には精度の制限がないらしい
+それをどのように実現しているのかgeminiに聞いた。
+この問題と同じように桁ごとに分割して格納しているらしい。2^30進数らしい。
+Pythonの整数型の実装コード　https://github.com/python/cpython/blob/main/Objects/longobject.c
+そのため桁ごとに計算する方針で解くことにする。
+各桁の足し算を行う際に、数字を記録しておいて後で、まとめて足すコード　https://github.com/resumit30minutes/leetcode-arai60-practice/blob/7c31041bc3f35ffa52f6637ef74afaf9d644f4a0/leetcode/add_two_numbers/step4.py
+順に足していっているコード　https://github.com/05ryt31/leetcode/blob/main/2-add-two-numbers/step3.py
+まとめて足すコードの方が、足し算の式が一本にまとまっており何をしているのかわかりやすかったので、こちらのやり方でコードを書くことにする。
+divmodという関数があるらしい。名前の通り、入力した２つの数のdivとmodを返す。
+
+step3

2. Add Two Numbers/step1.py

@@ -0,0 +1,46 @@
+```python3
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def addTwoNumbers(self, l1: Optional[ListNode], l2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        l1_number = 0
+        l2_number = 0
+
+        #l1の数字を求める
+        node = l1
+        digit = 1
+        while node is not None:
+            l1_number += node.val * digit
+            digit = digit * 10
+            node = node.next
+
+        #l2の数字を求める
+        node = l2
+        digit = 1
+        while node is not None:
+            l2_number += node.val * digit
+            digit = digit * 10
+            node = node.next
+
+        sum = l1_number + l2_number
+
+        if sum == 0:
+            node = ListNode(0)
+            return  node
+
+        dummy = ListNode()
+        last_added_node = dummy
+        #sumの１の位から順にリストを作成する
+        while sum != 0:
+            node_val = sum % 10
+            sum = (sum - node_val) // 10
+
+            node = ListNode(node_val)
+            last_added_node.next = node
+            last_added_node = node
+
+        return dummy.next
+```

2. Add Two Numbers/step2.py

@@ -0,0 +1,32 @@
+```python3
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def addTwoNumbers(self, l1: Optional[ListNode], l2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        dummy = ListNode()
+        fixed_tail = dummy
+        carry = 0
+
+        while l1 is not None or l2 is not None or carry != 0:
+            node1_val = 0
+            if l1 is not None:
+                node1_val = l1.val
+                l1 = l1.next
+
+            node2_val = 0
+            if l2 is not None:
+                node2_val = l2.val
+                l2 = l2.next
+
+            total = node1_val + node2_val + carry
+
+            digit = total % 10
+            fixed_tail.next = ListNode(digit)
+            fixed_tail = fixed_tail.next
+            carry = total // 10
+
+        return dummy.next
+```

2. Add Two Numbers/step3.py

@@ -0,0 +1,34 @@
+step3
+```python3
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def addTwoNumbers(self, l1: Optional[ListNode], l2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        dummy = ListNode()
+        fixed_tail = dummy
+        carry = 0
+
+        while l1 is not None or l2 is not None or carry != 0:
+            node1_val = 0
+            if l1 is not None:
+                node1_val = l1.val
+                l1 = l1.next
+
+            node2_val = 0
+            if l2 is not None:
+                node2_val = l2.val
+                l2 = l2.next
+
+            total = node1_val + node2_val + carry
+
+            digit = total % 10
+            fixed_tail.next = ListNode(digit)
+            fixed_tail = fixed_tail.next
+
+            carry = total // 10
+
+        return dummy.next
+```