[路飞]_算法成长之路十三,复制带随机指针的链表

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个人算法成长之路十三!!!定期更新一些刷题过程中个人的思路以及理解。有兴趣的朋友们可以互动交流哈~

题目:

138. 复制带随机指针的链表

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 = [[1,1],[2,1]]
输出: [[1,1],[2,1]]

示例 2:

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

解题思路:

使用Map解决本题最易理解的方案

本题要求我们对一个特殊的链表进行深拷贝。如果是普通链表,我们可以直接按照遍历的顺序创建链表节点。而本题中因为随机指针的存在,当我们拷贝节点时,「当前节点的随机指针指向的节点」可能还没创建,因此我们需要变换思路。一个可行方案是,我们利用回溯的方式,让每个节点的拷贝操作相互独立。对于当前节点,我们首先要进行拷贝,然后我们进行「当前节点的后继节点」和「当前节点的随机指针指向的节点」拷贝,拷贝完成后将创建的新节点的指针返回,即可完成当前节点的两指针的赋值。

具体地,我们用哈希表记录每一个节点对应新节点的创建情况。遍历该链表的过程中,我们检查「当前节点的后继节点」和「当前节点的随机指针指向的节点」的创建情况。如果这两个节点中的任何一个节点的新节点没有被创建,我们都立刻递归地进行创建。当我们拷贝完成,回溯到当前层时,我们即可完成当前节点的指针赋值。注意一个节点可能被多个其他节点指向,因此我们可能递归地多次尝试拷贝某个节点,为了防止重复拷贝,我们需要首先检查当前节点是否被拷贝过,如果已经拷贝过,我们可以直接从哈希表中取出拷贝后的节点的指针并返回即可。

var copyRandomList = function (head) {
  if (!head) return head;

  let cur = head;
  const map = new Map();
  // 第一次遍历,生成一个具有val属性的链表;
  while (cur) {
    map.set(cur, new Node(cur.val))
    cur = cur.next
  }
  //第二次遍历,根据map映射关系,将random和next指针指向对应的节点或者null;
  cur = head
  while (cur) {
    map.get(cur).next = map.get(cur.next) || null
    map.get(cur).random = map.get(cur.random) || null
    cur = cur.next
  }
  return map.get(head);
};