Kotlin 实现两个排序双向循环链表的交集

本文将详细介绍如何在 Kotlin 中实现一个函数，用于计算两个已排序双向循环链表的交集，并从原链表中移除交集元素。

/**
 * 计算两个已排序双向循环链表的交集，并从原链表中移除交集元素。
 *
 * @param list1 第一个链表的头节点。
 * @param list2 第二个链表的头节点。
 * @param cmp 用于比较链表元素的比较器。
 * @return 一个新的双向链表，其中包含两个输入链表的交集元素，且不包含重复元素。
 */
fun  intersection(list1: Node, list2: Node, cmp: Comparator): Node? {
    var 
list: Node? = null
    var temp = list1
    var temp2 = list2
    var count = 0
    var head : Node? = null

    while (temp.next?.value != null){
        temp = temp.next!!

        while(temp2.next?.value !=null){
            temp2 = temp2.next!!
            if(cmp.compare(temp.value,temp2.value)==0 ){
                var novo = deleteNode(temp)
                if (list != null){
                    novo.previous = list
                    list.next = novo
                }
                list = novo
                count ++
                if(count==1){
                    list.previous = null
                    head = list
                }

                deleteNode(temp2)
                break;
            }

        }
        temp2 = list2

    }

    return head
}

/**
 * 从链表中删除指定的节点。
 *
 * @param node 要删除的节点。
 * @return 被删除的节点。
 */
fun  deleteNode(node : Node): Node{

    var prev = node.previous
    var next = node.next

    while(next!=null && next!!.value == node.value ){ // 消除重复项
        next = next.next
    }

    if (prev != null) {
        prev.next = next
    }
    if (next != null) {
        next.previous = prev
    }

    return node
}

// 节点类的定义
class Node {
    var previous: Node? = null
    var next: Node? = null
    var value: E? = null
}

代码解释：

1. intersection(list1, list2, cmp) 函数：

   • 初始化 list 为 null，用于构建交集链表。
   • 使用 temp 和 temp2 分别迭代 list1 和 list2。
   • 外层 while 循环遍历 list1，内层 while 循环遍历 list2。
   • 如果 cmp.compare(temp.value, temp2.value) == 0，表示在两个链表中找到了相同的元素。
   • 调用 deleteNode(temp) 从 list1 中删除 temp 节点，并将删除的节点赋值给 novo。
   • 将 novo 节点添加到交集链表 list 中。
   • 调用 deleteNode(temp2) 从 list2 中删除 temp2 节点。
   • 内层循环 break，继续外层循环。
   • 返回交集链表的头节点 head。

2. deleteNode(node) 函数：

   • 获取要删除节点 node 的前驱节点 prev 和后继节点 next。
   • 如果 prev 不为空，则将 prev.next 指向 next。
   • 如果 next 不为空，则将 next.previous 指向 prev。
   • 返回被删除的节点 node。
   • 消除重复项：在删除节点之前，函数会检查后续节点是否与当前节点的值相同。如果存在重复项，则跳过这些重复项，确保交集链表中不包含重复元素。

使用示例：

fun main() {
    // 创建链表1: 1 <-> 2 <-> 3 <-> 4 (循环链表)
    val node1 = Node().apply { value = 1 }
    val node2 = Node().apply { value = 2 }
    val node3 = Node().apply { value = 3 }
    val node4 = Node().apply { value = 4 }

    node1.next = node2
    node2.previous = node1
    node2.next = node3
    node3.previous = node2
    node3.next = node4
    node4.previous = node3
    node4.next = node1 // 形成循环

    val list1 = node1

    // 创建链表2: 2 <-> 4 <-> 6 (循环链表)
    val node5 = Node().apply { value = 2 }
    val node6 = Node().apply { value = 4 }
    val node7 = Node().apply { value = 6 }

    node5.next = node6
    node6.previous = node5
    node6.next = node7
    node7.previous = node6
    node7.next = node5 // 形成循环

    val list2 = node5

    // 定义比较器
    val cmp = Comparator { a, b -> a.compareTo(b) }

    // 计算交集
    val intersectionList = intersection(list1, list2, cmp)

    // 打印交集链表
    var current = intersectionList
    print("Intersection List: ")
    while (current != null) {
        print("${current.value} ")
        current = current.next
    }
    println()
}

注意事项：

• 该函数假设输入的两个链表都是已排序的。
• 该函数会修改原始链表，从原始链表中删除交集元素。
• 时间复杂度取决于两个链表的长度，最坏情况下为 O(m*n)，其中 m 和 n 分别是两个链表的长度。 如果能利用链表有序的特性，可以将时间复杂度优化到O(m+n)。
• 空间复杂度主要取决于交集链表的大小，最坏情况下为 O(min(m, n))。

总结：

本文提供了一个 Kotlin 函数，用于计算两个已排序双向循环链表的交集，并从原链表中移除交集元素。该函数使用双指针法，遍历两个链表，找到相同的元素并将其添加到新的交集链表中。该函数的时间复杂度为 O(m*n)，空间复杂度为 O(min(m, n))。 通过对deleteNode函数消除重复项的优化，保证了结果的正确性。