剑指 Offer 35. 复杂链表的复制

题目链接：https://leetcode-cn.com/problems/fu-za-lian-biao-de-fu-zhi-lcof

本文解法采取两种两种编程语言: 一、JavaScript (1.暴力解法　　2.递归【较优】)　　二、Java（暴力解法）

一、JavaScript

1.暴力解法

/**
 * @param {Node} head
 * @return {Node}
 */
var copyRandomList = function (head) {
  if (head == null) return head;
  let newHead = new Node(head.val, null, null);
  // 第一步，根据next复制链表以及其val、next；
  let tem1 = head.next;
  let tem2 = newHead;
  while (tem1 !== null) {
    let tem3 = new Node(tem1.val, null, null);
    tem2.next = tem3;
    tem2 = tem2.next;
    tem1 = tem1.next;
  }
  // 第二步，复制链表的random
  let tem4 = newHead;
  let tem5 = head;
  // 遍历链表，复制每个结点的random
  while (tem5 !== null) {
    if (tem5.random === null) {
      // 若当前结点的random
      tem4.random = null;
    } else {
      let tem6 = head;
      let tem7 = newHead;
      // 将当前结点的random值与链表中的结点逐个比较
      while (tem6 !== null) {
        if (tem5.random === tem6) {
          tem4.random = tem7;
        }
        tem6 = tem6.next;
        tem7 = tem7.next;
      }
    }
    tem4 = tem4.next;
    tem5 = tem5.next;
  }
  return newHead;
};

2.递归（一）

/**
 * @param {Node} head
 * @return {Node}
 */
 var copyRandomList = function(head, map = new Map()) {
    if(head === null) return null;
    let newHead = null;
    // 通过map存储已经遇到过的节点，用原节点（引用）作为key，复制出的节点作为value存储。
    if(map.has(head)) {
      newHead = map.get(head);
    } else {
      newHead = new Node(head.val);
      map.set(head, newHead);
    }
    // 判断当前遍历的的节点是否有random节点
    if(head.random != null) {
      let random = head.random;
      if(map.has(random)) {
        newHead.random = map.get(random);
      }else {
        newHead.random = new Node(random.val);
        map.set(random, newHead.random);
      }
    }
    // 完成子链的复制，返回链头
    newHead.next = copyRandomList(head.next, map);
    return newHead;
};

 

2.递归 （二）

/**
 * copyRandomList(head，cachedNode): 创建该head结点（包括其val、next、random）
 * cachedNode：相当于一个不重复的结点池，被创建的结点保存于此。
 * 
 * 从当前结点开始，向next、random两个方向探索结点，
 * 所遇到的结点若未创建，则对其进行创建
 */
var copyRandomList = function (head, cachedNode = new Map()) {
  if (head === null) return null;
  if (!cachedNode.has(head)) {
    /**
     * 若当前结点是首次被探索到的则对其进行复制（分两步）：
     * 1、复制val
     * 2、复制next、random 
     */
    cachedNode.set(head, { val: head.val });
    Object.assign(
      cachedNode.get(head),
      { next: copyRandomList(head.next, cachedNode), random: copyRandomList(head.random, cachedNode) }
    )
  }
  return cachedNode.get(head); 
}

 

二、Java

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

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

/**
 * @author 不乏理想的三师弟
 * 解法一
 */
public Node copyRandomList(Node head) {
    if(head == null) return null;
    // 第一步：忽略random，复制一条链。
    Node myHead = new Node(head.val);
    Node tem = null;
    Node tem2 = null;
    if(head.next != null) {
        tem = new Node(head.next.val);
        myHead.next = tem;
        tem2 = head.next.next;
    }
    while(tem2 != null) {
        tem.next = new Node(tem2.val);
        tem = tem.next;
        tem2 = tem2.next;
    }
    /**
     * 第二步：遍历链表，依次找出结点的random并复制
     * 难点：确认random所指向结点的相对位置
     * (题目要求：不只是要求值的相同，而且结点的相对位置也得相同)
     * 手段：通过对比random所指结点的next是哪一个结点就知道其相对位置了
     */
    Node temMyHead = myHead;
    Node temHead = head;
    Node tem3;
    
    while(temHead != null) {
        if(temHead.random == null) {
            temMyHead.random = null;
        }else {
            // 保存当前结点random所指结点的next结点
            tem = temHead.random.next; // tem变量的重复利用
            // 再次遍历链表
            tem2 = head;    // tem2变量的重复利用
            tem3 = myHead;
            while(tem2 != null) {
                if(tem2.next == tem) {
                    temMyHead.random = tem3;
                    break;
                }
                tem2 = tem2.next;
                tem3 = tem3.next;
            }
        }
        temHead = temHead.next;
        temMyHead = temMyHead.next;
    }
    return myHead;
}