Python程序：从双向链表中删除重复元素

最近，在处理双向链表的时候遇到一个问题：如何删除其中的重复元素。这个问题不仅是实际开发中经常需要遇到的，也是算法面试中的一个经典问题。在这篇文章中，我们将介绍如何使用Python程序删除双向链表中的重复元素。

1. 双向链表的定义

先来回顾一下双向链表的定义：一个双向链表包含一个头节点和一个尾节点，每个节点同时存储指向前一个节点和后一个节点的指针。下面是一个双向链表的定义示例：

class ListNode:
    def __init__(self, val=0):
        self.val = val
        self.prev = None
        self.next = None

class DoubleLinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = ListNode()
        self.tail = ListNode()
        self.head.next = self.tail
        self.tail.prev = self.head

以上代码中定义了一个Listnode类和一个DoubleLinkedList类。Listnode类包含了val、prev和next三个属性，表示该节点的值，前一个节点和后一个节点。而DoubleLinkedList类则包含了一个头节点head和一个尾节点tail，并初始化的时候将他们串联起来。

2. 删除重复元素

接下来我们需要实现一个函数，来删除双向链表中的重复元素。整个算法的基本思想是：

• 定义一个字典，用来存储已经遍历过的元素
• 从头节点开始遍历链表
• 如果当前节点val值已经出现在字典中，那么说明这个元素是重复元素，将其从链表中删除
• 否则，将当前节点添加到字典中，并向后移动继续遍历

下面是删除重复元素的Python实现代码：

def delete_duplicates(self):
    node_dict = dict()
    node = self.head.next
    while node and node != self.tail:
        if node.val in node_dict:
            node.prev.next = node.next
            node.next.prev = node.prev
        else:
            node_dict[node.val] = True
        node = node.next

我们定义了一个node_dict字典来存储已经遍历过的元素。然后从头节点开始遍历链表，如果当前节点的值已经在字典中出现过了，说明这个元素是重复元素，就将其从链表中删除，否则将其添加到字典中继续遍历，直到遍历到尾节点为止。

3. 测试

我们还需要实现一个打印链表元素的函数来测试一下我们的删除重复元素函数是否正确。下面是打印链表元素的Python代码实现：

def print_elements(self):
    node = self.head.next
    while node and node != self.tail:
        print(node.val, end=' ')
        node = node.next
    print()

将删除重复元素和打印链表元素的函数放在DoubleLinkedList类中，我们来测试一下：

dll = DoubleLinkedList()
dll.head.next = ListNode(1)
dll.head.next.prev = dll.head
dll.head.next.next = ListNode(2)
dll.head.next.next.prev = dll.head.next
dll.head.next.next.next = ListNode(3)
dll.head.next.next.next.prev = dll.head.next.next
dll.head.next.next.next.next = ListNode(2)
dll.head.next.next.next.next.prev = dll.head.next.next.next

print("原始链表元素：")
dll.print_elements()

dll.delete_duplicates()
print("删除重复元素后链表元素：")
dll.print_elements()

以上代码中，我们构造了一个包含重复元素的双向链表，然后分别输出了删除重复元素前和删除重复元素后的链表元素。正确的输出结果应该为：

原始链表元素：
1 2 3 2 
删除重复元素后链表元素：
1 2 3 

从输出可以看出，我们的删除重复元素函数运行正确，并且成功从双向链表中删除了重复元素。

结论

本文介绍了如何使用Python程序从双向链表中删除重复元素。核心思想是使用字典来记录已经遍历过的元素，然后遍历链表，如果遇到重复元素就将其从链表中删除。该算法时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)，是一种较为高效的算法实现方式。在实际开发和算法面试中，我们可以使用该算法来解决相关问题。