剑指 Offer 35. 复杂链表的复制

剑指 Offer 35. 复杂链表的复制

请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。

输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

方法：

1. map记录一遍再连接

• 第一次遍历，创建出相应节点，将原节点和复制后的节点形成映射
• 第二次遍历，将复制后的节点的next和random指针指向map对应原节点的指针指向的节点为key的value

Node* copyRandomList(Node* head) {
Node* newHead = nullptr;
map<Node*, Node*> res;
Node* re = head;
while(head != nullptr) {
Node* tmp = new Node(head->val);
res.insert(make_pair(head, tmp));
head = head->next;
}
head = re;
while(head != nullptr) {
res[head]->next = res[head->next];
res[head]->random = res[head->random];
head = head->next;
}
return res[re];
}

• 时间复杂度：O(n), 遍历链表
• 空间复杂度: O(n)

2. 方法1使用哈希表记录映射关系
3. 拼接+拆分

• 原节点1 -> 新节点1 -> 原节点2 -> 新节点2 ...

• 复制各节点，构建拼接链表

• 将新链表的random指针指向当前原节点的random指针指向节点的下一个节点

• 拆分原链表和新链表

Node* copyRandomList(Node* head) {
if (head == nullptr) return head;
Node* re = head;
while(head != nullptr) {
Node* tmp = new Node(head->val);
tmp->next = head->next;
head->next = tmp;
head = tmp->next;
}
head = re;
while(head != nullptr) { // 构建random指向
if(head->random != nullptr)
head->next->random = head->random->next;
head = head->next->next;
}
head = re->next;
Node* res = re->next;
Node* pre = re;
while(head->next != nullptr) {
pre->next = pre->next->next;
head->next = head->next->next;
head = head->next;
pre = pre->next;
 }
pre->next = nullptr;
return res;
}

• 时间复杂度: O(n):三轮遍历链表
• 空间复杂度: O(1)