C#程序员面试算法宝典
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1.2 如何从无序链表中移除重复项

难度系数:★★★☆☆ 被考察系数:★★★★☆

题目描述

给定一个没有排序的链表,去掉其重复项,并保留原顺序,例如链表1->3->1->5->5->7,去掉重复项后变为1->3->5->7。

分析与解答:

方法一:顺序删除

主要思路为:通过双重循环直接在链表上进行删除操作。外层循环用一个指针从第一个结点开始遍历整个链表,然后内层循环用另外一个指针遍历其余结点,将与外层循环遍历到的指针所指结点的数据域相同的结点删除。如下图所示:

假设外层循环从outerCur开始遍历,当内层循环指针innerCur遍历到上图实线所示的位置(outerCur.data==innerCur.data)时,此时需要把innerCur指向的结点删除。具体步骤如下:

1)用tmp记录待删除的结点的地址;

2)为了能够在删除tmp结点后继续遍历链表中其余的结点,使innerCur指向它的后继结点:innerCur=innerCur.next。

3)从链表中删除tmp结点。

实现代码如下:

程序的运行结果为

算法性能分析:

由于这个算法采用双重循环对链表进行遍历,因此,时间复杂度为O(n2),其中,n为链表的长度,在遍历链表的过程中,使用了常量个额外的指针变量来保存当前遍历的结点、前驱结点和被删除的结点,因此,空间复杂度为O(1)。

方法二:递归法

主要思路为:对于结点cur,首先递归地删除以cur.next为首的子链表中重复的结点,接着从以cur.next为首的子链表中找出与cur有着相同数据域的结点并删除,实现代码如下:

用方法一中的Main函数运行这个方法可以得到相同的运行结果。

算法性能分析:

这个方法与方法一类似,从本质上而言,由于这个方法需要对链表进行双重遍历,因此,时间复杂度为O(n2),其中,n为链表的长度。由于递归法会增加许多额外的函数调用,因此,从理论上讲,该方法效率比方法一低。

方法三:空间换时间

通常情况下,为了降低时间复杂度,往往在条件允许的情况下,通过使用辅助空间实现。具体而言,主要思路为:

1)建立一个HashSet,HashSet中的内容为已经遍历过的结点内容,并将其初始化为空。

2)从头开始遍历链表中的所以结点,存在以下两种可能性:

① 如果结点内容已经在HashSet中,则删除此结点,继续向后遍历。

② 如果结点内容不在HashSet中,则保留此结点,将此结点内容添加到HashSet中,继续向后遍历。

引申:如何从有序链表中移除重复项

分析与解答:

上述介绍的方法也适用于链表有序的情况,但是由于以上方法没有充分利用到链表有序这个条件,因此,算法的性能肯定不是最优的。本题中,由于链表具有有序性,因此,不需要对链表进行两次遍历。所以,有如下思路:用 cur 指向链表第一个结点,此时需要分为以下两种情况讨论:

1)如果cur.data==cur.next.data,那么删除cur.next结点;

2)如果cur.data!=cur.next.data,那么cur=cur.next,继续遍历其余结点。