随机链表的复制(Java详解)

简介: 随机链表的复制(Java详解)

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 XY 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 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 0n-1);如果不指向任何节点,则为  null

你的代码 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例:

二、题解

题目分析:

给定的链表节点包含三个部分:

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

(1)val:当前节点存储的值

(2)next:指向下一节点

(3)random:随机指针 可以指向链表中的任何节点或空节点

复制这个随机链表,即每个新节点的值与其对应的原节点的值相同。新节点的 next 指针和 random 指针也都指向对应的新节点

思路分析:

若复制普通链表,我们只需遍历原链表,在遍历过程中创建新节点,再通过前驱节点prev指向当前新节点,即可实现普通链表的复制。而本题中新增了 random,由于 random 可以指向链表中任意节点或空节点,意味着我们不仅要实现 前驱节点对当前节点的指向,也要实现 前驱节点对随机节点的指向

我们可以利用哈希表,通过构建原链表节点与新链表节点的键值对映射关系来解决该题

具体实现:

(1)根据原链表节点的值创建新链表,并把原链表的节点和创建的新链表节点放入哈希表 map

(2)遍历原链表,根据原链表节点cur的next、random找到新链表节点node的next、random指向,并确定新链表的next、random

通过原链表节点找到新链表节点:map.get(cur),新链表节点的next:map.get(cur).next

通过原链表节点的next找到新链表节点的next:map.get(cur.next)

确定新链表的next:map.get(cur).next = map.get(cur.next)

通过原链表节点找到新链表节点:map.get(cur),新链表节点的random:map.get(cur).random

通过原链表节点的next找到新链表节点的random:map.get(cur.random)

确定新链表的random:map.get(cur).random = map.get(cur.random)

(3)返回新链表的头节点

通过原链表的头节点,找到新链表的头节点,并返回

代码实现:

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        //根据原链表创建新链表
        Node cur = head;
        Map<Node,Node> map = new HashMap<>();
        //遍历原链表,创建新链表,并将其放入map中
        while(cur != null){
            Node node = new Node(cur.val);
            map.put(cur,node);
            cur = cur.next;
        }
        //根据原链表节点的next、random修改新链表节点的next、random
        cur = head;
        while(cur != null){
            map.get(cur).next = map.get(cur.next);
            map.get(cur).random = map.get(cur.random);
            cur = cur.next;
        }
        //返回新链表的头节点
        return map.get(head);
    }
}

题目来自:

138. 随机链表的复制 - 力扣(LeetCode)

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