排序链表去重 - 一文读懂重复元素的巧妙消除

2023-11-19 08:09:09

当谈到数据结构和算法时，链表无疑是一个重要的主题。它以其灵活性和效率在各种应用中发挥着关键作用。排序链表更是链表的一种重要形式，它使元素按照特定顺序排列，便于搜索和访问。然而，在实际应用中，链表中可能存在重复元素，这些重复元素会带来冗余和不必要的复杂性。因此，删除排序链表中的重复元素成为一个常见的需求。

本文将深入探讨排序链表去重的技巧，为您提供清晰的算法思路和实现步骤。我们将从算法的本质开始，分析其时间和空间复杂度，然后一步一步地揭示算法的实现过程。最后，我们将通过一个代码示例来巩固您的理解。

算法本质

排序链表去重的核心思想在于：利用链表已排序的特性，对链表进行遍历，比较相邻元素的值。如果发现相邻元素相等，则删除重复的元素，只保留一个。这种方法的优势在于，它不需要额外的空间来存储临时数据，并且时间复杂度与链表的长度成正比。

时间复杂度和空间复杂度

由于算法只需要遍历链表一次，因此时间复杂度为 O(n)，其中 n 为链表的长度。空间复杂度为 O(1)，因为算法不需要额外的空间来存储临时数据。

算法实现

初始化一个哨兵节点 head，指向链表的第一个节点。
设置两个指针，curr 和 prev，分别指向当前节点和前一个节点。
遍历链表，比较 curr 和 prev 指向的节点的值。
如果相等，则删除 curr 指向的节点，并将 prev 指向 curr 的下一个节点。
如果不相等，则将 prev 指向 curr，并将 curr 指向下一个节点。
重复步骤 3-5，直到遍历完整个链表。
返回哨兵节点 head。

代码示例

public class RemoveDuplicatesFromSortedList {
    public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }

        ListNode sentinel = new ListNode(0, head);
        ListNode prev = sentinel;
        ListNode curr = head;

        while (curr != null) {
            if (prev.val == curr.val) {
                prev.next = curr.next;
            } else {
                prev = curr;
            }
            curr = curr.next;
        }

        return sentinel.next;
    }

    public static void main(String[] args) {
        ListNode head = new ListNode(1);
        head.next = new ListNode(2);
        head.next.next = new ListNode(2);
        head.next.next.next = new ListNode(3);
        head.next.next.next.next = new ListNode(3);

        RemoveDuplicatesFromSortedList solution = new RemoveDuplicatesFromSortedList();
        ListNode result = solution.deleteDuplicates(head);

        while (result != null) {
            System.out.print(result.val + " ");
            result = result.next;
        }
    }
}