[LeetCode OJ] Copy List with Random Pointer 扩大

职务地址：https://oj.leetcode.com/problems/copy-list-with-random-pointer/

题意：对一个有回路的链表的深复制

解题：这道题我AC了之后才发现理解错了题意，然后就參考了以下这篇文章。

  假设想看这道题的解题思路的话，请移步http://www.2cto.com/kf/201310/253477.html

拓展：假如题目给的节点不是链表的头节点。而是链表中的随意一个节点，在保证从给的点能遍历所有节点的情况下，深复制这个链表。

   那么该怎么做呢？

思路：事实上一想，和原题的区别仅仅有节点是否是头节点而已，那么我们就从给的这个节点找到原节点即可了。

   遍历的过程用dfs，再用map来推断一个节点是否被遍历过。如今唯一的难点就是怎样找到头节点，这里用并查集就OK了。

     路径压缩后并查集的复杂度接近O(1),因为map的复杂度接近O(logN),这样dfs的复杂度大概是O(NlogN)。

技巧：dfs到一个新的节点时，用map将其映射成一个唯一的整数cnt，并在这时初始化并查集fa[cnt]。

//#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<string.h>
#include <map>
#include<set>
using namespace std;
int fa[10024];//节点数
inline int findfa(int x){
    if(fa[x] == x) return x;
    while(x!=fa[x]){
        x=fa[x];
    }
    return x;
}

inline int merge(int x,int y){
    int fa1=findfa(x), fa2=findfa(y);
    if(fa1!=fa2){
        fa[fa2] = fa1;
    }
    return fa1;
}

struct RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode *next, *random;
    RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
};

class Solution {
    map<RandomListNode*,int> mp;
    map<RandomListNode*,int>::iterator it;
    int cnt;
public:
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        if(!head) return head;
        /***********凝视部分是拓展的解法************
        init();
        dfs(head,1);
        int faNum = findfa(1);
        for(it=mp.begin();it!=mp.end();++it){
            if(it->second == faNum){
                head = it->first;
                break;
            }
        }
        ***********************************************/
        return deepCopy(head);
    }
    void init(){
        memset(fa,0,sizeof(fa));
        cnt=0;

    }
    void dfs(RandomListNode *ptr, int faCnt){
        if(ptr == NULL) return;
        it=mp.find(ptr);
        if(it!=mp.end()) return;

        mp[ptr] = ++cnt;
        fa[cnt] = cnt;//初始化
        fa[cnt] = findfa(faCnt>0?
faCnt:cnt);
        RandomListNode *next = ptr->next;
        RandomListNode *random = ptr->random;
        it=mp.find(next);
        if(it==mp.end()){
            dfs(next,faCnt>0?faCnt:cnt);
        }
        else{
           fa[mp[next]] = fa[cnt];
        }

        it=mp.find(random);
        if(it==mp.end()){
            dfs(random,0);//0表示不能确定其父节点
        }
    }

    //非拓展部分解法
    RandomListNode* deepCopy(RandomListNode *head){
        //在原链表上双倍复制链表
        RandomListNode *ptr1 = head, *ptr2 = NULL;
        while(ptr1 != NULL){
            ptr2 = new RandomListNode(ptr1->label);
            ptr2->next = ptr1->next;
            ptr1->next = ptr2;
            ptr1=ptr2->next;
        }

        //复制原链表的random关系
        ptr1 = head, ptr2 = NULL;
        while(ptr1 != NULL){
            ptr2 = ptr1->next;
            if(ptr1->random)
                ptr2->random = ptr1->random->next;
            ptr1=ptr2->next;
        }

        //将原列表分裂成两个列表
        RandomListNode *H =NULL, *ptr3;
        ptr1 = head, ptr2 = NULL;
        while(ptr1 != NULL){
            ptr2 = ptr1->next;
            if(H==NULL){
                H = ptr2;
                ptr3 = H;
            }
            else{
                ptr3->next = ptr2;
                ptr3 = ptr2;
            }
            ptr1->next = ptr2->next;
            ptr1 = ptr1->next;
        }
        return H;
    }
};

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