【算法训练】LeetCode#138 复制带随机指针的链表

一、描述

138. 复制带随机指针的链表

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]]

二、思路

1. 遍历一次赋值顺序指针，然后再遍历第二次修正随机指针。
2. 哦，做了一会发现不太行，因为随机指针指向的节点无法直接获取，此时就想到了map。用map存储节点间的对应关系尝试，用原node做key，新node做value。

三、解题

public static class Node {
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
public static class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        Node p1 = head;
        Node newHead = new Node(0);
        Node p2 = newHead;
        HashMap<Node,Node> copyMap = new HashMap<>();

        while (p1 != null){
            copyMap.put(p1,new Node(p1.val)); // 存入节点间对应关系
            p2.next = copyMap.get(p1);
            p2 = p2.next; // 连接
            p1 = p1.next;
        }
        p1 = head;
        p2 = newHead.next;
        // 再次遍历，添加random指针
        while (p1 != null){
            p2.random = copyMap.get(p1.random);
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next;
        }
        return newHead.next;
    }

    // 简单优化一下，时空复杂度不变，主要是代码看着舒服
    public Node copyRandomListV2(Node head) {
        Node p1 = head;
        HashMap<Node,Node> copyMap = new HashMap<>();

        while (p1 != null){
            copyMap.put(p1,new Node(p1.val)); // 存入节点间对应关系
            p1 = p1.next;
        }
        p1 = head;
        // 再次遍历，添加random指针
        while (p1 != null){
            copyMap.get(p1).next = copyMap.get(p1.next);
            copyMap.get(p1).random = copyMap.get(p1.random);
            p1 = p1.next;
        }
        return copyMap.get(head);
    }
}