每日一题 为了工作 2020 0325 第二十三题

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* 问题： 复制含有随机指针节点的链表
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* 分析：
* 给定一个由Node节点类型组成的无环单链表的头节点head, 请实现一个函数完成这
* 个链表中所有结构的复制， 并返回复制的新链表的头节点。例如： 链表1->2->3->null,
* 假设1的 rand指针指向3, 2的 rand指针指向 null, 3的 rand指针指向1。复制后的链
* 表应该也是这种结构， 比如， 1'->2'->3'->null, 1'的 rand指针指向3',2'的 rand
* 指针指向 null, 3'的 rand指针指向1', 最后返回1'。
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* 解答：
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*1.首先从左到右遍历链表， 对每个节点都复制生成相应的副本节点， 然后将对应关系放入哈希
*表 map中。例如， 链表1->2->3->null, 遍历1、2、3时依次生成1'、2'、3'。 最后将
*对应关系放入map中：
*
*2.再从左到右遍历链表， 此时就可以设置每一个副本节点的 next和 rand指针。例如原链表
*1->2->3->null, 假设1的 rand指针指向3, 2的 rand指针指向null, 3的rand指针
*指向1。遍历到节点1时， 可以从map中得到节点1的副本节点1', 节点1的next指向节点2,
*所以从map中得到节点2的副本节点2', 然后令1'.next=2', 副本节点1'的next指针就
*设置好了。同时节点1的rand指向节点3, 所以从map中得到节点3的副本节点3', 然后令
*1'.rand=3', 副本节点1的rand指针也设置好了。以这种方式可以设置每一个副本节点的
*next与rand指针。
*
*3.将 1'节点作为结果返回即可。
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*哈希表增删改查的操作时间复杂度都是0(1), 普通方法一共只遍历链表两遍， 所以普通解法的
*时间复杂度为O(N), 因为使用了哈希表来保存原节点与副本节点的对应关系， 所以额外空间复杂度为O(N)。
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* @author 雪瞳
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*/

*代码

public class Node {
	public int value;
	public Node next;
	public Node rand;
	public Node(int data) {
		this.value=data;
	}
}

　　

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class CopyListWithRand {
	
	public Node copyList(Node head) {
		
		Map<Node, Node> map = new HashMap<Node, Node>();
		Node current = head;
		//复制链表
		while(current!=null) {
			map.put(current, new Node(current.value));
			current=current.next;
		}
		//更新指针
		current = head;
		while(current!=null){
			map.get(current).next=map.get(current.next);
			map.get(current).rand=map.get(current.rand);
			current=current.next;
		}
		
		return map.get(head);
	}
}

　　

public class TestCopyListWithRand {

	public static void main(String[] args) {
		TestCopyListWithRand test = new TestCopyListWithRand();
		CopyListWithRand copy = new CopyListWithRand();
		
		Node head1 = new Node(1);
		Node head2 = new Node(2);
		Node head3 = new Node(3);
		Node head4 = new Node(4);
		Node copyHead = null;
		
		//为方便观察效果将head1都设为头节点
		head1.next=head2;
		head2.next=head3;
		head3.next=head4;
		
		head1.rand=head3;
		head3.rand=head4;
		head4.rand=head2;
		
		System.out.println("初始状态...");
		test.showByTip(head1, "next");
		test.showByTip(head1, "rand");
		
		copyHead = copy.copyList(head1);
		
		System.out.println("复制后状态...");
		test.showByTip(copyHead, "next");
		test.showByTip(copyHead, "rand");
		
	}
	public void showByTip(Node head ,String tip) {
		Node current = null;
		System.out.println("链表内的值按照"+tip+"顺序显示如下：...");
		if(tip.equals("next")) {
			current=head;
			while(current!=null) {
				System.out.print(current.value+"\t");
				current=current.next;
			}
		}else if(tip.equals("rand")) {
			current=head;
			while(current!=null) {
				System.out.print(current.value+"\t");
				current=current.rand;
			}
		}
		System.out.println();
	}
}

　　

*运行结果