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剖析数组去重的艺术：从蛮力到优雅

前端

数组去重：告别重复，拥抱唯一

在编程世界中，数组是数据结构的基石。然而，当数组中出现重复元素时，可能会导致数据处理效率低下和准确性问题。因此，数组去重操作应运而生，它能够提取数组中唯一的元素，帮助我们获得更简洁、更有价值的数据集。

方法一：蛮力穷举：逐个比较，效率不高

最简单直观的去重方法是蛮力穷举，它通过双重循环逐个比较数组中的元素，并逐个删除重复元素。这种方法简单易懂，但时间复杂度为 O(n^2)，效率不高，尤其是对于大型数组。

const arr = [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3];

for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  for (let j = i + 1; j < arr.length; j++) {
    if (arr[i] === arr[j]) {
      arr.splice(j, 1);
      j--;
    }
  }
}

console.log(arr); // [1, 2, 3, 4, 5]

方法二：哈希表：快速查找，高效去重

哈希表是一种高效的数据结构，它可以快速查找和检索元素。利用哈希表的特性，我们可以将数组元素作为键值存储在哈希表中，由于哈希表不允许重复键值，自然就实现了数组去重。

const arr = [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3];
const uniqueArr = [...new Set(arr)];

console.log(uniqueArr); // [1, 2, 3, 4, 5]

方法三：集合：自动去重，简单便捷

集合是 Java、C# 和 Swift 等编程语言中内置的数据结构，它可以自动去重。与哈希表类似，集合也不允许重复元素。

int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3};
Set<Integer> uniqueSet = new HashSet<>();

for (int num : arr) {
  uniqueSet.add(num);
}

int[] uniqueArr = uniqueSet.stream().mapToInt(i -> i).toArray();

System.out.println(Arrays.toString(uniqueArr));  // [1, 2, 3, 4, 5]

方法四：排序和过滤：有序比对，高效去重

此方法通过对数组进行排序，然后逐个元素比较相邻元素，筛选出唯一的元素。这种方法的时间复杂度为 O(n log n)，效率较高。

const arr = [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3];
const uniqueArr = arr.sort((a, b) => a - b).filter((value, index) => value !== arr[index + 1]);

console.log(uniqueArr); // [1, 2, 3, 4, 5]

方法五：位运算：巧妙利用，高效去重

对于特定场景，我们还可以利用位运算实现数组去重。例如，对于二进制数组，我们可以利用异或运算符 ^，将数组中的所有元素异或在一起，结果为所有唯一元素的异或结果。

const arr = [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3];
const uniqueValue = arr.reduce((a, b) => a ^ b);

console.log(uniqueValue); // 4

常见问题解答

1. 数组去重的应用场景有哪些？

  • 数据预处理，消除重复数据
  • 集合运算，如交集、并集、差集
  • 统计分析，计算不同元素的个数
  • 数据去噪，去除重复或无效数据

2. 如何选择最合适的去重方法？

  • 蛮力穷举：简单易懂，但效率较低
  • 哈希表：快速高效，但需要额外存储空间
  • 集合：自动去重，但可能需要类型转换
  • 排序和过滤：有序比对，效率较高
  • 位运算：适用于特定场景，巧妙利用

3. 去重后如何保持数组的原始顺序？

  • 对于需要保持顺序的场景，可以使用哈希表或集合来实现去重，然后通过下标映射的方式重新排列数组元素。

4. 如何处理重复元素较多的数组？

  • 对于重复元素较多的数组，蛮力穷举和排序和过滤方法的效率会较低。可以使用哈希表或集合来快速去重，或者利用位运算进行优化。

5. 如何去重具有相同值但不同类型的数组元素？

  • 对于具有相同值但不同类型的数组元素，可以使用哈希表或集合来实现去重。哈希表和集合可以根据元素的值进行比较，而不会受到类型的限制。