【温故知新】`138. 复制带随机指针的链表` 链表深拷贝哈希表实现题目描述给你一个长度为 n 的链表，每个节点包

题目描述

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的深拷贝。深拷贝应该正好由 n 个全新节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

val：一个表示 Node.val 的整数。 random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。你的代码只接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例 1：

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]] 示例 2：

输入：head = [[1,1],[2,1]] 输出：[[1,1],[2,1]] 示例 3：

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]] 输出：[[3,null],[3,0],[3,null]] 示例 4：

输入：head = [] 输出：[] 解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

提示：

0 <= n <= 1000 -10000 <= Node.val <= 10000 Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。

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解题思路

优先处理特殊情况：当指向链表的head指针指向null时，直接返回null;
定义指向输入链表head的指针curr
定义输出的新的链表的空的node节点new Node();并使用temp指针指向新链表头节点；
定义一个map对象，存储当前的节点和新节点的对应关系；
第一次遍历：生成一个具有val和next属性的新的链表；同时记录当前节点和random属性的关系
第二次遍历：根据map()对象的映射关系，将random指针指向对应的节点或者null;

看图说话

输入[[1,1][2,1]]

第一次遍历生成具有val和next属性的链表；

  { val: 1,
    next: { 
          val: 2, 
          next: null, 
          random: null 
          }, 
    random: null }

同时生成了链表中新旧节点对应的map映射关系；

我们用temp1、temp2 分别表示新链表中的节点1、节点2；

我们用curr1、curr2分别表示旧的链表中的对应节点1、节点2；

map=new Map();

let temp1={ val: 1,
            next: { 
                  val: 2, 
                  next: null, 
                  random: null 
                  }, 
            random: null };

let temp2={ 
            val: 2, 
            next: null, 
            random: null 
            }
let curr1= {
            val: 1,
            next: { val: 2, 
                    next: null, 
                    random: [Circular] },
            random: { val: 2, 
                      next: null, 
                      random: [Circular] }
          };
let curr2={ val: 2, 
            next: null, 
            random: [Circular] }
  
map={

  curr1:temp1,
  curr2:temp2

}

第二次遍历，将新节点的random指针指向map映射关系的节点；

{
  val: 1,
  next: { val: 2, next: null, random: [Circular] },
  random: { val: 2, next: null, random: [Circular] }
}

时空复杂度

时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的长度。对于每个节点，我们至多访问其「后继节点」和「随机指针指向的节点」各一次，均摊每个点至多被访问两次。O(2n)==O(n)

空间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的长度。为哈希表的空间开销。

代码

/**
 * // Definition for a Node.
 * function Node(val, next, random) {
 *    this.val = val;
 *    this.next = next;
 *    this.random = random;
 * };
 */

/**
 * @param {Node} head
 * @return {Node}
 */
var copyRandomList = function(head) {
        // 特殊情况优先处理
    if(!head){
        return null;
    }
    // 先建立一个val->next的一个新的链表；，其次再建立一个random指针连接的关系
    let node=new Node(),temp=node,map=new Map(),curr=head;

    // 确立第一次关系：第一次遍历，确认val、next 属性的链表关系；同时记录当前节点和random属性的关系；
     while(curr){
         temp.val=curr.val;
         temp.next=curr.next!==null? new Node():null;
         map.set(curr,temp);// map存储对应节点的映射
         curr=curr.next;
         temp=temp.next;
     }// 此时已经形成了和head链表同样具有val和next属性链表node;

     //确立第二次关系：第二次遍历确认random属性的关系；根据curr/temp的map映射关系，将random指针指向对应的节点或者null;
     temp=node; // temp指针重新指向新链表头；
     while(head){
         temp.random=head.random!==null?map.get(head.random):null;
         head=head.next;
         temp=temp.next;
     }
     return node

};

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时空复杂度

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