每日一练-leetcode

offer 35.复杂链表的复制

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。

来源：力扣（LeetCode）

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]]

输入：head = [[1,1],[2,1]]

输出：[[1,1],[2,1]]

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]

输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

提示：

• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。
• 节点数目不超过 1000 。

此题是一个中等题，如何按照咱们之前的方法简单链表的复制，没有random指针，直接前插法或后插法复制新链表，而此题不同有一个random指针问题就在于我们如何处理这个指针，我们先看一下难点在哪

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        Node cur = head;
        Node dum = new Node(0), pre = dum;
        while(cur != null) {
            Node node = new Node(cur.val); // 复制节点 cur
            pre.next = node;               // 新链表的 前驱节点 -> 当前节点
            // pre.random = "???";         // 新链表的 「 前驱节点 -> 当前节点 」 无法确定
            cur = cur.next;                // 遍历下一节点
            pre = node;                    // 保存当前新节点
        }
        return dum.next;
    }
}

　　绿色的地方就是我们的难点 如何处理呢？

我们第一种方法就是HashMap

利用哈希表的查询特点，考虑构建 原链表节点 和 新链表对应节点 的键值对映射关系，再遍历构建新链表各节点的 next 和 random 引用指向即可。

算法流程：

1.若头节点 head 为空节点，直接返回 nullnull ；
2.初始化： 哈希表 dic ， 节点 cur 指向头节点；
3.复制链表：
4.建立新节点，并向 dic 添加键值对 (原 cur 节点, 新 cur 节点） ；
5.cur 遍历至原链表下一节点；
6.构建新链表的引用指向：
7.构建新节点的 next 和 random 引用指向；
8.cur 遍历至原链表下一节点；
9.返回值： 新链表的头节点 dic[cur] ；

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        if(head == null) return null;
        Node cur = head;
        Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
        // 3. 复制各节点，并建立 “原节点 -> 新节点” 的 Map 映射
        while(cur != null) {
            map.put(cur, new Node(cur.val));
            cur = cur.next;
        }
        cur = head;
        // 4. 构建新链表的 next 和 random 指向
        while(cur != null) {
            map.get(cur).next = map.get(cur.next);
            map.get(cur).random = map.get(cur.random);
            cur = cur.next;
        }
        // 5. 返回新链表的头节点
        return map.get(head);
    }
}

　　方法二：拼接+拆分

考虑构建 原节点 1 -> 新节点 1 -> 原节点 2 -> 新节点 2 -> …… 的拼接链表，如此便可在访问原节点的 random 指向节点的同时找到新对应新节点的 random 指向节点。

1.复制各节点，构建拼接链表:

2.构建新链表各节点的 random 指向

3.拆分原 / 新链表

 

4.返回新链表的头节点 res 即可

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        if(head == null) return null;
        Node cur = head;
        // 1. 复制各节点，并构建拼接链表
        while(cur != null) {
            Node tmp = new Node(cur.val);
            tmp.next = cur.next;
            cur.next = tmp;
            cur = tmp.next;
        }
        // 2. 构建各新节点的 random 指向
        cur = head;
        while(cur != null) {
            if(cur.random != null)
                cur.next.random = cur.random.next;
            cur = cur.next.next;
        }
        // 3. 拆分两链表
        cur = head.next;
        Node pre = head, res = head.next;
        while(cur.next != null) {
            pre.next = pre.next.next;
            cur.next = cur.next.next;
            pre = pre.next;
            cur = cur.next;
        }
        pre.next = null; // 单独处理原链表尾节点
        return res;      // 返回新链表头节点
    }
}