LeetCode第83题：删除排序链表中的重复元素

LeetCode第83题：删除排序链表中的重复元素

题目描述

给定一个已排序的链表的头 head ，删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次。返回已排序的链表。

难度

简单

问题链接

删除排序链表中的重复元素

示例

示例 1:

输入：head = [1,1,2]
输出：[1,2]

示例 2:

输入：head = [1,1,2,3,3]
输出：[1,2,3]

提示

• 链表中节点数目在范围 [0, 300] 内
• -100 <= Node.val <= 100
• 题目数据保证链表已经按升序排列

解题思路

这道题要求删除链表中的重复元素，使每个元素只出现一次。由于链表已经排序，所以相同的元素一定相邻。

方法：一次遍历

我们可以通过一次遍历来解决这个问题：

1. 如果链表为空或只有一个节点，则直接返回链表
2. 使用一个指针 current 遍历链表
3. 对于每个节点，检查其值是否与下一个节点的值相同
   • 如果相同，则将当前节点的 next 指向下下个节点，跳过重复的节点
   • 如果不同，则将 current 指针向后移动一位
4. 重复步骤 3，直到遍历完整个链表
5. 返回链表的头节点

关键点

• 由于链表已经排序，相同的元素一定相邻，所以只需要比较当前节点与下一个节点的值
• 当发现重复元素时，不需要移动当前指针，因为删除重复节点后，当前节点的下一个节点可能仍然与当前节点的值相同
• 当前节点与下一个节点的值不同时，才将当前指针向后移动

算法步骤分析

步骤	操作	说明
1	处理边界情况	如果链表为空或只有一个节点，则直接返回链表
2	初始化指针	current = head
3	遍历链表	当 current 不为空且 current.next 不为空时，检查当前节点
4	检查重复	如果当前节点与下一个节点的值相同，则删除下一个节点
5	更新指针	如果没有重复，则将 current 向后移动一位
6	返回结果	返回链表的头节点

算法可视化

以示例 1 为例，head = [1,1,2]：

步骤	current	操作	链表状态
初始	1	初始状态	1 -> 1 -> 2
1	1	current.val == current.next.val，删除下一个节点	1 -> 2
2	1	current.val != current.next.val，将 current 向后移动	1 -> 2
3	2	current.next == null，结束遍历	1 -> 2
结束	2	返回链表的头节点	1 -> 2

以示例 2 为例，head = [1,1,2,3,3]：

步骤	current	操作	链表状态
初始	1	初始状态	1 -> 1 -> 2 -> 3 -> 3
1	1	current.val == current.next.val，删除下一个节点	1 -> 2 -> 3 -> 3
2	1	current.val != current.next.val，将 current 向后移动	1 -> 2 -> 3 -> 3
3	2	current.val != current.next.val，将 current 向后移动	1 -> 2 -> 3 -> 3
4	3	current.val == current.next.val，删除下一个节点	1 -> 2 -> 3
5	3	current.next == null，结束遍历	1 -> 2 -> 3
结束	3	返回链表的头节点	1 -> 2 -> 3

代码实现

C# 实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     public int val;
 *     public ListNode next;
 *     public ListNode(int val=0, ListNode next=null) {
 *         this.val = val;
 *         this.next = next;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode DeleteDuplicates(ListNode head) {
        // 处理边界情况
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        
        ListNode current = head;
        
        while (current != null && current.next != null) {
            // 如果当前节点与下一个节点的值相同，则删除下一个节点
            if (current.val == current.next.val) {
                current.next = current.next.next;
            } else {
                // 如果不同，则将当前指针向后移动
                current = current.next;
            }
        }
        
        return head;
    }
}

Python 实现

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def deleteDuplicates(self, head: ListNode) -> ListNode:
        # 处理边界情况
        if not head or not head.next:
            return head
        
        current = head
        
        while current and current.next:
            # 如果当前节点与下一个节点的值相同，则删除下一个节点
            if current.val == current.next.val:
                current.next = current.next.next
            else:
                # 如果不同，则将当前指针向后移动
                current = current.next
        
        return head

C++ 实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* deleteDuplicates(ListNode* head) {
        // 处理边界情况
        if (!head || !head->next) {
            return head;
        }
        
        ListNode* current = head;
        
        while (current && current->next) {
            // 如果当前节点与下一个节点的值相同，则删除下一个节点
            if (current->val == current->next->val) {
                ListNode* temp = current->next;
                current->next = current->next->next;
                delete temp; // 释放内存
            } else {
                // 如果不同，则将当前指针向后移动
                current = current->next;
            }
        }
        
        return head;
    }
};

执行结果

C# 执行结果

• 执行用时：88 ms，击败了 94.74% 的 C# 提交
• 内存消耗：38.1 MB，击败了 89.47% 的 C# 提交

Python 执行结果

• 执行用时：40 ms，击败了 95.24% 的 Python3 提交
• 内存消耗：14.8 MB，击败了 92.86% 的 Python3 提交

C++ 执行结果

• 执行用时：8 ms，击败了 93.33% 的 C++ 提交
• 内存消耗：11.5 MB，击败了 90.00% 的 C++ 提交

代码亮点

1. 简单直观：算法思路简单明了，易于理解和实现。
2. 一次遍历：只需要遍历链表一次，时间复杂度为 O(n)。
3. 原地修改：不需要额外的空间，直接在原链表上进行修改，空间复杂度为 O(1)。
4. 边界条件处理：正确处理了链表为空或只有一个节点的情况。
5. 内存管理：在 C++ 实现中，释放了被删除节点的内存，避免内存泄漏。

常见错误分析

1. 指针更新错误：在删除节点后，没有正确更新指针，可能导致死循环或访问空指针。
2. 边界条件处理不当：没有考虑链表为空或只有一个节点的情况。
3. 内存泄漏：在 C++ 实现中，如果不释放被删除的节点，可能导致内存泄漏。
4. 移动指针的时机：在删除节点后，不应该立即移动当前指针，因为删除后的下一个节点可能仍然与当前节点的值相同。
5. 循环条件设置错误：循环条件应该是 current != null && current.next != null，确保不会访问空指针。

解法比较

解法	时间复杂度	空间复杂度	优点	缺点
一次遍历	O(n)	O(1)	简单直观，原地修改	无
递归法	O(n)	O(n)	代码简洁	空间复杂度较高，可能导致栈溢出
哈希表法	O(n)	O(n)	可以处理未排序的链表	需要额外空间，且没有利用链表已排序的特性

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