LeetCode138 复制带随机指针的链表

题目

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random
指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。
用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：
val：一个表示 Node.val 的整数。
random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。
你的代码只接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

 示例 1： 
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]]

 示例 2： 
输入：head = [[1,1],[2,1]]
输出：[[1,1],[2,1]]

 示例 3： 
输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

 提示： 
 0 <= n <= 1000 
 -10⁴ <= Node.val <= 10⁴ 
 Node.random 为 null 或指向链表中的节点。 

方法

递归法

用map保存原节点和新节点的对应关系，如head-newHead,指定random的时候直接从map中取

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(n)

class Solution {
    Map<Node,Node> map = new HashMap<>();
    public Node copyRandomList(Node head) {
        if(head==null){
            return null;
        }
        if(!map.containsKey(head)){
            Node newHead = new Node(head.val);
            map.put(head,newHead);
            newHead.next = copyRandomList(head.next);
            newHead.random = copyRandomList(head.random);
        }
        return map.get(head);
    }
}

迭代法

将新老节点串成一个链表，如A-B-C变为A-newA-B-newB-C-newC，在指定random时直接指向后面的新节点

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        if(head==null){
            return null;
        }
        for(Node node = head;node!=null;node = node.next.next){
            Node newNode = new Node(node.val);
            newNode.next = node.next;
            node.next = newNode;
        }
        for(Node node = head;node!=null;node = node.next.next){
            Node newNode = node.next;
            newNode.random = (node.random==null)?null:node.random.next;
        }
        Node newHead = head.next;
        for(Node node = head;node!=null;node = node.next){
            Node newNode = node.next;
            node.next = newNode.next;
            newNode.next = newNode.next==null?null:newNode.next.next;
        }
        return newHead;
    }
}