高效合并有序单链表并去重的实现方法

摘要：本文介绍了一种高效合并有序单链表并去重的实现方法。通过定义链表节点的结构体，使用尾插法建立单链表，然后通过比较节点的值，将两个有序链表合并为一个新的链表，并去除重复的元素。这种方法不仅时间复杂度低，而且不需要额外的空间。

正文：

引言：合并有序单链表并去重是一种常见的链表操作，本文介绍了一种高效的实现方法，通过比较节点的值，将两个有序链表合并为一个新的链表，并去除重复的元素。

1. 定义链表节点的结构体

首先，我们定义了一个名为Lnode的结构体，包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针。然后，使用typedef将Linklist定义为指向Lnode的指针，用来表示链表。

typedef struct Lnode
{
	int data;
	struct Lnode* next;
}Lnode,*Linklist;

2. 初始化链表和创建链表

我们使用initlist函数来初始化链表，将链表的头结点指针指向NULL。然后，使用Creatlist函数来创建链表，通过尾插法将元素插入到链表中。

void initlist(Linklist &L)
{
	L = new Lnode;
	L->next = NULL;
}

void Creatlist(Linklist& L, int n)//尾插法建立单链表
{
	Linklist r;//生成尾节点
	Linklist p;//生成要插入的结点p
	L = new Lnode;
	L->next = NULL;
	r = L;
	printf("请输入元素（元素间用空格隔开）: \n");
	for (int i = 0; n > i; i++) {
		p = new Lnode;
		scanf_s("%d", &p->data);
		p->next = r->next;
		r->next = p;//将新的结点p插入到尾节点r之后
		r = p;//r指向新的结点p;
	}
}

3. 打印链表

为了验证链表的创建结果，我们实现了printlist函数，用来打印链表的所有元素。

void printlist(Linklist& L)
{
	Linklist p;
	p = L->next;
	while (p != NULL) {
		printf("%d ", p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

4. 合并链表并去重

为了合并两个有序链表并去重，我们实现了Mergelist函数。首先，我们将一个链表的头结点指针赋值给新的链表指针，作为合并后的链表。然后，使用三个指针分别指向两个有序链表和新链表的尾部。通过比较节点的值，将较小的节点插入到新链表的尾部，并移动相应的指针。最后，将非空链表的剩余部分插入到新链表的尾部。

void Mergelist(Linklist& la, Linklist& lb,Linklist& lc)
{
	lc = la;
	Linklist pa, pb,pc;
	pa = la->next;
	pb = lb->next;
	pc = lc;//尾指针pc负责将其他结点插入pc之后
	while ((pa != NULL) && (pb != NULL)) {
		if (pa->data <= pb->data) {
			pc->next = pa;//将较小的值对应的结点插入到pc之后
			pc = pa;//尾指针的移动，保证pc一直在链表尾部
			pa = pa->next;//pa->next负责遍历la中的结点
		}
		else {
			pc->next = pb;
			pc = pb;
			pb = pb->next;
		}
	}
	pc->next = pa != NULL ? pa : pb;//将非空表的剩余段插入到尾指针pc的后面
	delete lb;//释放lb的头结点；
}

5. 去除重复元素

为了去除合并后链表中的重复元素，我们实现了delete_the_same_of_elem函数。通过遍历链表，比较相邻节点的值，如果相同则删除后一个节点。

void delete_the_same_of_elem(Linklist &lc)
{
	Linklist p;
	p = lc;
	while (p->next != NULL) {
		if (p->data == p->next->data) {
			p->next = p->next->next;
		}
		else {
			p = p->next;
		}
	}
}

6. 测试结果

在主函数中，我们先初始化链表la和lb，然后分别创建这两个有序链表，打印它们的内容。接着，调用Mergelist函数将两个链表合并为一个新的链表，并调用delete_the_same_of_elem函数去除重复元素。最后，打印合并去重后的链表。

int main()
{
	Linklist la;
	Linklist lb;
	Linklist lc;
	initlist(la);
	initlist(lb);
	lc = la;
	int n1,n2;
	printf("请输入要创建的单链表la长度n1：\n");
	scanf_s("%d", &n1);
	Creatlist(la,n1);
	printf("创建的单链表la为:\n");
	printlist(la);
	printf("请输入要创建的单链表lb长度n2：\n");
	scanf_s("%d", &n2);
	Creatlist(lb, n2);
	printf("创建的单链表lb为:\n");
	printlist(lb);
	Mergelist(la, lb, lc);
	delete_the_same_of_elem(lc);
	printf("合并后的单链表为：\n");
	printlist(lc);
	return 0;
}

 7.完整代码展示：

#include
typedef struct Lnode
{
	int data;
	struct Lnode* next;
}Lnode,*Linklist;

void initlist(Linklist &L)
{
	L = new Lnode;
	L->next = NULL;
}

void Creatlist(Linklist& L, int n)//尾插法建立单链表
{
	Linklist r;//生成尾节点
	Linklist p;//生成要插入的结点p
	L = new Lnode;
	L->next = NULL;
	r = L;
	printf("请输入元素（元素间用空格隔开）: \n");
	for (int i = 0; n > i; i++) {
		p = new Lnode;
		scanf_s("%d", &p->data);
		p->next = r->next;
		r->next = p;//将新的结点p插入到尾节点r之后
		r = p;//r指向新的结点p;
	}
}

void printlist(Linklist& L)
{
	Linklist p;
	p = L->next;
	while (p != NULL) {
		printf("%d ", p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

void Mergelist(Linklist& la, Linklist& lb,Linklist& lc)
{
	lc = la;
	Linklist pa, pb,pc;
	pa = la->next;
	pb = lb->next;
	pc = lc;//尾指针pc负责将其他结点插入pc之后
	while ((pa != NULL) && (pb != NULL)) {
		if (pa->data <= pb->data) {
			pc->next = pa;//将较小的值对应的结点插入到pc之后
			pc = pa;//尾指针的移动，保证pc一直在链表尾部
			pa = pa->next;//pa->next负责遍历la中的结点
		}
		else {
			pc->next = pb;
			pc = pb;
			pb = pb->next;
		}
	}
	pc->next = pa != NULL ? pa : pb;//将非空表的剩余段插入到尾指针pc的后面
	delete lb;//释放lb的头结点；
}
void delete_the_same_of_elem(Linklist &lc)
{
	Linklist p;
	p = lc;
	while (p->next != NULL) {
		if (p->data == p->next->data) {
			p->next = p->next->next;
		}
		else {
			p = p->next;
		}
	}
}
int main()
{
	Linklist la;
	Linklist lb;
	Linklist lc;
	initlist(la);
	initlist(lb);
	lc = la;
	int n1,n2;
	printf("请输入要创建的单链表la长度n1：\n");
	scanf_s("%d", &n1);
	Creatlist(la,n1);
	printf("创建的单链表la为:\n");
	printlist(la);
	printf("请输入要创建的单链表lb长度n2：\n");
	scanf_s("%d", &n2);
	Creatlist(lb, n2);
	printf("创建的单链表lb为:\n");
	printlist(lb);
	Mergelist(la, lb, lc);
	delete_the_same_of_elem(lc);
	printf("合并后的单链表为：\n");
	printlist(lc);
	return 0;
}

8、运行结果展示：

 

结论：通过以上步骤，我们可以高效地合并两个有序链表并去重，不仅时间复杂度低，而且不需要额外的空间。这种方法在实际应用中具有重要的意义，可以用于处理各种有序链表的合并和去重问题。

参考文献：数据结构（C语言第二版双色版）严蔚敏 李冬梅 吴伟民 编著