复制含有随机指针节点的链表

含有随机指针节点，是指这个链表不仅含有next指着，指向下一个节点，还含有rand指针，随机指向本链表中的一个节点，被指向的节点可以在本节点之前，也可以在本节点之后；

本题需要复制这样一个含有随机指针节点的链表。

解1：使用HashMap，时间复杂度为O(N),空间复杂度为O(N)

public class RandNode {
    int val;
    RandNode rand;
    RandNode next;

    public RandNode(int val){
        this.val=val;
    }

}

// 复制一个含有随机指针节点的链表
public static RandNode copyListWithRand1(RandNode head){
    if(head==null)
        return null;
    // hashmap将rand指针的next对应关系存起来
    HashMap<RandNode, RandNode> nodeMap = new HashMap<RandNode, RandNode>();
    RandNode cur = head;
    while(cur != null){
        nodeMap.put(cur, new RandNode(cur.val));
        cur = cur.next;
    }
    
    // 建立next和rand的对应关系
    cur = head;
    while(cur != null){
        nodeMap.get(cur).next = nodeMap.get(cur.next);
        nodeMap.get(cur).rand = nodeMap.get(cur.rand);
        cur = cur.next;
    }
    return nodeMap.get(head);
}

 解2：时间复杂度为O(N)，空间复杂度为O(1)

遍历链表，将当前遍历的节点，创建副本copy，将copy链接到当前节点和下一次遍历的节点之间；

将副本节点的rand指针指向正确位置；

拆分原来的链表和新复制的链表；

// 复制一个含有随机指针节点的链表,解法2
    public static RandNode copyListWithRand2(RandNode head){
        if(head==null)
            return head;

        // 先遍历链表，同时复制此链表，将每个节点的副本copy，放在本节点和下一个遍历的节点之间
        RandNode cur = head;
        while (cur!=null){
            RandNode copy = new RandNode(cur.val);
            copy.next = cur.next;
            cur.next = copy;
            cur = copy.next;
        }

        // 在遍历链表，将副本的rand指针链接起来
        cur = head;
        while(cur != null){
            if(cur.rand != null){
                cur.next.rand = cur.rand.next;
            }
            cur = cur.next.next;
        }

        // 拆分链表
        RandNode rs = head.next;
        RandNode newCur;
        cur = head;

        while(cur != null){
            newCur = cur.next;
            cur.next = newCur.next;  //下一轮的第一个
            if(cur.next != null)
                newCur.next = cur.next.next;
            else
                newCur.next = null;
            cur = cur.next;
        }

        return rs;
    }