C++程式：替換連結串列中重複的節點

本文介紹了一個包含1到n的元素以及重複元素的連結串列。元素1到n總是存在，並且包含[1..n]範圍內的重複元素。我們需要將每個重複元素替換為n+1、n+2等。

讓我們來看一個例子

1→2→2→4→5→3→6→6

假設n = 6。因此，每個重複元素都將被替換為n+1、n+2等等。下一個6將被替換為7，下一個7將被替換為8，保留第一個例項不變。

首先，我們需要像下面這樣在主方法中構造一個二叉樹：

Node* head = new Node(1);
head->next = new Node(2);
head->next->next = new Node(2);
head->next->next->next = new Node(4);
head->next->next->next->next = new Node(5);
head->next->next->next->next->next = new Node(3);
head->next->next->next->next->next->next = new Node(6);
head->next->next->next->next->next->next->next = new Node(6);
solve(head);

現在節點如下所示：

1→2→7→4→5→3→6→8

我們可以看到，我們需要跟蹤我們看到的元素以找到n的起始值。我們還需要一種機制來找出哪些元素是重複的，以便替換它們的值。

一個立即想到的合適資料結構是集合（set）。我們可以遍歷連結串列並將元素推入集合中。將元素推入集合後，我們可以找到最後一個元素，即連結串列中最大的可用元素，因為集合是一個排序的資料結構。

在連結串列的第二次遍歷中，我們可以使用集合作為雜湊表。我們將搜尋集合中的每個元素，並且可能出現兩種情況。

  • 我們在集合中找到該元素，然後將其從集合中刪除，標記它。

  • 我們在集合中找不到該元素，這意味著我們已經從情況一中看到了它，我們將用下一個n替換它。

例子

要實現用連結串列中重複的值替換節點，請遵循下面的C++程式。C++實現利用集合資料結構遍歷連結串列，從而幫助搜尋重複元素。

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
class Node {
   public:
   int value;
   Node* next;
   Node(int value) {
      this->value = value;
      next = NULL;
   }
};
void solve(Node* head) {
   set<int> hash;
   Node* copy = head;
   while(copy) {
      hash.insert(copy->value);
      copy = copy->next;
   }
   auto it = hash.end();
   it--;
   int startingN = *it +1;
   while(head) {
      if(hash.find(head->value) != hash.end()) {
         hash.erase(head->value);
      } else {
         head->value = startingN++;
      }
      head = head->next;
   }
}
void printList(Node* head) {
   while(head) {
      cout << head->value << " ";
      head = head->next;
   }
}
int main() {
   Node* head = new Node(41);
   head->next = new Node(42);
   head->next->next = new Node(42);
   head->next->next->next = new Node(44);
   head->next->next->next->next = new Node(45);
   head->next->next->next->next->next = new Node(43);
   head->next->next->next->next->next->next = new Node(46);
   head->next->next->next->next->next->next->next = new Node(46);
   cout << "Before: ";
   printList(head);
   cout << "\n";
   solve(head);
   cout << "After: ";
   printList(head);
   return 0;
}

輸出

Before: 41 42 42 44 45 43 46 46
After: 41 42 47 44 45 43 46 48

結論

我們使用了雜湊的概念，並藉助集合資料結構找到了連結串列中最大的元素。我們也可以使用map或unordered_map作為雜湊表。

更新於：2022年8月10日

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