【算法】【线性表】【链表】随机链表的复制

1  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。

2  解答

一个Map 很巧妙的解决：

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
*/

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        // 参数边界校验
        if (head == null) {
            return head;
        }
        // 深拷贝主要是有一个随机的random
        // 而快速查找的话 其实就是map
        Node node = head;
        // 记录旧node 和 新 node 的映射
        Map<Node, Node> nodeMap = new HashMap<>();

        while (node != null) {
            Node newNode = new Node(node.val);
            nodeMap.put(node, newNode);
            node = node.next;
        }

        // 再遍历一遍主要是设置 next random
        node = head;
        while (node != null) {
            // 旧链表的节点
            Node nextNode = node.next;
            // 新链表对应的节点
            Node newNode = nodeMap.get(node);
            if (Objects.nonNull(nextNode)) {
                // next元素 赋值给新链表
                newNode.next = nodeMap.get(nextNode);
            }

            // 旧链表节点的 random
            Node randomNode = node.random;
            if (Objects.nonNull(randomNode)) {
                // 赋值给新链表的 random
                newNode.random = nodeMap.get(randomNode);
            }
            
            // 继续循环
            node = node.next;
        }

        return nodeMap.get(head);
        
    }
}

加油。