如何创建保持相同顺序的链接列表的深层副本

Posted 2023-02-14

【中文标题】如何创建保持相同顺序的链接列表的深层副本

【英文标题】：How to create deep copy of Linked List that maintain same order

【发布时间】：2017-12-18 23:21:55

【问题描述】：

我在一次求职面试中被问到以下我无法弄清楚的问题。您将获得以下节点元素的链接列表：

class Node 
  int value;
  Node next; // points to next element in list
  Node random; // points to one random element of list

假设您有这些节点的链接列表（例如 20 个节点），其中“next”指向下一个元素，“random”指向列表的另一个元素（意思是，可以指向一个特定但随机选择的元素在列表中）。即，第一个元素的“随机”可以指向节点#5，节点第二个元素的随机可以指向节点#9，等等。

问题：如何创建一个全新的链接列表，它是此节点列表的深层副本，但“随机”和“下一个”保持相同的顺序和相同的链接？

换句话说，如果使用这两个指针中的任何一个遍历这个新列表，则遍历顺序将是相同的。

一些人引用的另一个主题将通过默认克隆克隆相同的指针，这不会解决这个挑战。

【问题讨论】：

How to clone ArrayList and also clone its contents?的可能重复

【参考方案1】：

循环所有节点并将所有节点放入HashMap，其中节点为键，新节点实例为值。

Map<Node, Node> nodeMap = new HashMap<>();
...
nodeMap.put(currentNode, new Node();

现在您再次遍历所有“旧”节点，只需循环 node.next 并为每个节点复制节点，以便您引用映射的值而不是旧节点本身。

Node newNode = nodeMap.get(currentNode);
newNode.value = currentNode.value;
newNode.next = nodeMap.get(currentNode.next);
newNode.random = nodeMap.get(currentNode.random);

之后你应该有一个没有重复实例的精确副本。

【讨论】：

聪明的解决方案。

【参考方案2】：

import java.util.*;

public class Solution 

    HashMap<RandomListNode, RandomListNode> map = new HashMap<RandomListNode, RandomListNode>();

    public RandomListNode copyRandomList(RandomListNode head) 

        if (head == null)
            return null;

        if (map.containsKey(head))
            return map.get(head);

        RandomListNode node = new RandomListNode(head.label);
        map.put(head, node);

        node.next = copyRandomList(head.next);
        node.random = copyRandomList(head.random);

        return node;
    

【参考方案3】：

在网上搜索了一段时间后，我找到了这个问题的答案。相当棘手。他们提出了这个主要解决方案：

复制每个节点，即复制每个节点，并将其插入到列表中 为所有新创建的节点复制随机指针 将列表分成两个

请看这里：http://www.programcreek.com/2012/12/leetcode-copy-list-with-random-pointer/

【讨论】：

我们真的需要在同一个列表中插入重复的节点吗？我们不能创建一个新的头并从原始列表中复制下一个指针吗？然后再次迭代它以复制随机指针。这行得通吗？