随机链表的复制

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 。

题目主干

上面的这些是不是看起来挺唬人的,下面我来给大家总结一下 首先,我们要重新拷贝一个链表,这个听起来并不难. 这道题目难的是每个节点还有一个随机指针,我们不知道它指向哪里.但是我们所要拷贝的链表必须有这个随机指针.

示例

在这里插入图片描述例如该链表的第二个节点指向的是它自己,我们所复制的链表的随机指针也必须指向它自己.复制的节点不能指向原链表的节点,同时也不能修改原链表的指向

思路一:暴力求解

1.先按照原链表的每一个节点拷贝新节点,不断尾插就行在这里插入图片描述 2.用变量cnt分别记录每一个节点的random指针指向的是第几个节点.例如原链表的头节点random指向第二个节点,让新拷贝的头节点指向它的第二个节点.直到全部拷贝完.

时间复杂度O(N^2) 空间复杂度O(N)

思路二中间插入

1.拷贝节点,进行链接

拷贝节点插在原链表的两个节点的中间注意拷贝链表和原链表之间进行的连接 在这里插入图片描述

2.复制原节点的随机节点

这个是这道题目最精髓的地方 我们发现,newnode的random指针是节点的random指针的下一个 在这里插入图片描述

3.取下来尾插并还原原节点

把插在中间的节点取下来尾插,并还原原链表的指向 在这里插入图片描述 时间复杂度O(N) 空间复杂度O(N)

代码实现

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
	struct Node* cur = head;
    //1.拷贝节点,进行链接
    while(cur)
    {
        struct Node* newnode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        newnode->val = cur->val;
        newnode->next = cur->next;
        cur->next = newnode;
        cur = newnode->next;
    }
    cur = head;
    //2.复制原节点的随机节点
    while(cur)
    {
        struct Node* newnode = cur->next;
        if(cur->random == NULL)
        {
            newnode->random = NULL;
        }
        else
        {
            newnode->random = cur->random->next;
        }
        cur = newnode->next;
    }
    cur = head;
    //3.取下来尾插并还原改变的节点
    struct Node* newhead = NULL;
    struct Node* tail = NULL;
    while(cur)
    {
        if(newhead == NULL)
        {
            newhead = tail = cur->next;
        }
        else
        {
            tail->next = cur->next;
            tail = tail->next;
        }
        cur->next = tail->next;
        cur = cur->next;
    }
    return newhead;
}

这个解法对没有接触过哈希表等算法的朋友算得上最优解了

leetcode刷题:138.随机链表的复制(两种思路画图讲解并附代码)