【剑指Offer-35】复杂链表的复制

问题

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。

// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;
    
    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};

示例

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]]

解答1：哈希表

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        unordered_map<Node*, Node*> ump;
        Node* cur = head;
        while (cur) {
            Node* node = new Node(cur->val);
            ump[cur] = node;
            cur = cur->next;
        }
        cur = head;
        while (cur) { // 新生成的节点通过哈希表建立关系
            ump[cur]->next = ump[cur->next];
            ump[cur]->random = ump[cur->random];
            cur = cur->next;
        }
        return ump[head];
    }
};

重点思路

链表的深拷贝问题，因为涉及random指针，可以将新建立的节点与原始节点通过哈希表建立一一对应关系。

解答2：拼接+拆分

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (!head) return NULL;
        Node* cur = head;
        while (cur) { // 链表复制阶段
            Node* node = new Node(cur->val);
            node->next = cur->next;
            cur->next = node;
            cur = node->next;
        }
        Node* res = head->next;
        cur = head;
        while (cur) { // random赋值阶段
            if (cur->random) cur->next->random = cur->random->next;
            cur = cur->next->next; // cur存在时cur->next一定存在
        }
        Node* pre = head;
        cur = pre->next;
        while (cur->next) { // 链表拆分阶段
            pre = pre->next = cur->next;
            cur = cur->next = pre->next;
        }
        pre->next = NULL;
        return res;
    }
};

重点思路

需要三次遍历：

1. 在原始链表每一个后面复制一个新节点；
2. 新节点重建random关系；
3. 拆分为两个链表。