138. 复制带随机指针的链表-链表复制与拆分

Posted 2022-04-27 hequnwang10

一、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]]

二、解题

迭代

先将链表的节点复制，然后在拆分。

/*
// Definition for a Node.
class Node 
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) 
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    

*/

class Solution 
    public Node copyRandomList(Node head) 
        if(head == null)
            return head;
        
        // 空间复杂度O(1)，将克隆结点放在原结点后面
        Node node = head;
        // 1->2->3  ==>  1->1'->2->2'->3->3'
        while(node != null)
            Node clone = new Node(node.val,node.next,null);
            Node temp = node.next;
            node.next = clone;
            node = temp;
        
        // 处理random指针
        node = head;
        while(node != null)
            // ！！
            node.next.random = node.random == null ? null : node.random.next;
            node = node.next.next;
        
        // 还原原始链表，即分离原链表和克隆链表
        node = head;
        Node cloneHead = head.next;
        while(node.next != null)
            Node temp = node.next;
            node.next = node.next.next;
            node = temp;
        
        return cloneHead;    
    

时间复杂度：O(n)；

空间复杂度：O(1)。