力扣138(java)- 复制带随机指针的链表（中等）

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。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/copy-list-with-random-pointer
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解题思路：

参考【@王尼玛】大佬的题解，感谢~

哈希表：

1.创建一个哈希表，遍历原链表，遍历的同时不断创建新结点，这样将原结点作为key，新结点作为value，存储在哈希表中；

 2.再一次遍历原链表，将copy的链表的next和random加上；

根据图可以看出：

map.get(原结点)：对应的新结点

map.get(原结点.next)：对应的新结点的next

map.get(原结点.random)：对应新结点的random

 3.返回新链表的头结点即map.get(head)就可以了。

java代码：

/*
// 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) {
        //特判
       if(head == null) return null;
       //创建 
       Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
       //遍历原链表，并将新链表放进哈希表中
       Node p = head;
       while(p != null){
           Node newNode = new Node(p.val);
           map.put(p, newNode);
           p = p.next;
       }
       //将p回到头结点
       p = head;
       //再一次遍历原链表，设置新链表的next和random
       while(p != null){
           //获取新结点
           Node newNode = map.get(p);
           //map.get(原结点.next)：对应的新结点的next
           if(p.next != null){
                newNode.next = map.get(p.next);
           }
           //map.get(原结点.random)：对应新结点的random
           if(p.random != null){
               newNode.random = map.get(p.random);
           }
           p = p.next;
       } 
       //返回新链表的头结点
       return map.get(head);
    }
}

 python3代码：

"""
# Definition for a Node.
class Node:
    def __init__(self, x: int, next: 'Node' = None, random: 'Node' = None):
        self.val = int(x)
        self.next = next
        self.random = random
"""

class Solution:
    def copyRandomList(self, head: 'Optional[Node]') -> 'Optional[Node]':
        if not head:
            return None
        p = head
        # 设一个字典,key存储原结点，value存储新结点
        map = {}
        while p:
            newNode = Node(p.val)
            map[p] = newNode
            p = p.next
        p = head
        # 再次遍历原链表，设新链表设置next和random
        while p:
            newNode = map[p]
            if p.next:
                newNode.next = map[p.next]
            if p.random:
                newNode.random = map[p.random]
            p = p.next
        return map[head]