13-leetCode: 138. 复制带随机指针的链表

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题目

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。

例如:

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]]

解题思路

本题的解题思路分三步走:第一步,给链表每个节点后面复制一个相同的节点;第二步,让新节点的random指向正确的位置;第三步,拆分出复制的链表。主要是第二步,分析得出,复制出来的节点的random指向应该是原节点random指向节点的下一个节点。

/**
 * @param {Node} head
 * @return {Node}
 */
var copyRandomList = function(head) {
    // 空节点判断
    if (!head) return null;
    let p = head;
    // 第一步:遍历原链表,在每个节点后面复制一个新节点
    while(p) {
        const newNode = new Node(p.val); // 复制节点
        newNode.next = p.next;
        p.next = newNode;
        p = p.next.next;
    }

    p = head;
    // 第二步:如果当前节点不指向空(null)节点,就让当前节点的next节点(复制出来的节点)的random指向当前节点的random节点的下一个节点,每次循环都应该走两步(跳过复制节点)
    while(p) {
        if(p.random) {
            p.next.random = p.random.next;
        }
        p = p.next.next;
    }
    
    // 创建虚拟链表用来接收复制的节点
    const vrNode = new ListNode(-1);
    p = head;
    let curr = vrNode;
    // 第三步:拆分新旧链表,①虚拟当前节点指向p的next节点(复制的节点),②虚拟当前节点向后走一位,③当前节点的next节点指向虚拟头节点的next(这一步相当于跳过复制节点),④当前节点跳到p.next
    while(p) {
        curr.next = p.next;
        curr = curr.next;
        p.next = curr.next;
        p = p.next;
    }
    
    // 返回虚拟链表的next即为复制完成的链表
    return vrNode.next;
};