复制带随机指针的链表

Posted 2022-12-08 你快看看我

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。
例如：

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。
如果我们采用普通方法，挨个拷贝，拷贝以后，（1）新链表需要确定每个random需要去自己的链表中查找,是O(N),每个random都需要处理就是O(N*N)，效率就很低。（2）如果链表中存在节点的值相同，那么就更复杂了，比如有多个节点的值是7，那么原链表random指向7的节点，那么还要确定是哪一个值为7的节点
因此我们采用以下方法，这个方法的关键就在于如何巧妙的拷贝random所指向的节点，我们先将新的拷贝节点插在元节点的后面，处理拷贝节点的random，而拷贝节点的random就是原节点的random的next，图解如下：

代码实现如下：

（1）首先判断原链表是否为空

if(head==NULL)
    return NULL;

（2）节点的拷贝挂在原节点的后面，建立的对应关系

 struct Node* cur=head;
    while(cur)
    
        struct Node* next=cur->next;
        struct Node* copy=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        copy->val=cur->val;
        cur->next=copy;
        copy->next=next;
        cur=next;
    

（3）处理copy节点的random

 cur=head;
    while(cur)
    
        struct Node* copy=cur->next;
        if(cur->random==NULL)
        
            copy->random=NULL;
        
        else
        
            copy->random=cur->random->next;
        
        cur=copy->next;
    

（4）拷贝节点取下来链接到一起，恢复原链表

cur=head;
    struct Node* copyHead,*copyTail;
    copyHead=copyTail=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    while(cur)
    
        struct Node* copy=cur->next;
        struct Node* next=copy->next;

        copyTail->next=copy;
        copyTail=copyTail->next;

        cur->next=next;
        cur=next;
    

（5）返回头节点

struct Node* guard=copyHead;
    copyHead=copyHead->next;
    free(guard);

    return copyHead;