- Leetcode 138.复制带随机指针的链表
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。
解题思路
- 相信有的人还没看懂这个题目的描述。 其实该题意思是 把原来链表复制一份,在不更改原
链表的情况下返回拷贝链表。
这题需要对指针的操作和使用有一定的理解和熟练掌握。对链表指针控制要求非常高，一但出错就会out了.所以我们要十分的小心。
- 解题思路
1.拷贝节点。
- 假设我们现在遍历到原链表的某个节点cur，我们需要先创建一个新节点，然后将新节点
插入到cur和cur.next之间。这样，原链表上的所有节点都会被拆成原节点和拷贝节点交替出现的形式。比如原来是 A -> B -> C，现在变成了 A -> A’ -> B -> B’ -> C -> C’。
2.控制拷贝节点的random
- 我们需要遍历链表将每个拷贝节点的 random 指针指向其对应的原节点random指针指向
的节点的拷贝节点. 即 copy->random = cur->random->next。这里需要注意，对于原链表上的任意一个节点假设是cur，如果其 cur->random 指针指向节点，那么其拷贝节点的random指针指向的就应该是cur->random->next的拷贝节点。
- 举个例子，假设原链表的节点A的random指针指向了节点B，那么A的拷贝节点A’的
random指针应该指向B的拷贝节点B’.
- 当然还有一个情况，就是当节点cur->random == NULL时，我们也应该把拷贝节点copy-
>random 置空
3.拆分链表，恢复原链表，并组成拷贝链表
- 我们需要将链表拆分为原链表和拷贝链表两个链表。我们可以先创建两个指针，一个指向
拷贝链表的头部，一个指针来遍历记录该链表的拷贝节点.
1 . copytail指针用来遍历原链表，copyhead指向作为拷贝链表的头节点.
2 . copytail->next指向的是原链表的下一个节点，也就是下一个原节点的下一个拷贝节点，copytail每次向后移动两个位置即可遍历原链表中的原节点。
4.返回拷贝头节点
运行代码
- C
struct Node* copyRandomList(struct Node* head) { // 1. 拷贝节点，并将其插入到原链表对应节点的后面 struct Node* cur = head; while (cur) { // 创建新节点 struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); copy->val = cur->val; // 将新节点插入到cur和cur.next之间 struct Node* Pnext = cur->next; cur->next = copy; copy->next = Pnext; // 指向下一个原节点或下一个拷贝节点 cur = Pnext; } // 2. 控制拷贝节点的random cur = head; while (cur) { // 获取原节点的拷贝节点 struct Node* copy = cur->next; // 获取下一个原节点 struct Node* tmp = copy->next; // 原节点的random指针为空，拷贝节点的random指针也为空 if (cur->random == NULL) { copy->random = NULL; } else { // 根据原节点的random指针，获取其对应的拷贝节点，将拷贝节点的random指针指向其对应的拷贝节点 copy->random = cur->random->next; } // 移动指针 cur = tmp; } // 3. 拆分链表，恢复原链表，并组成拷贝链表 cur = head; struct Node* copyHead = NULL; struct Node* copyTail = NULL; while (cur) { // 获取原节点的拷贝节点 struct Node* copy = cur->next; // 获取下一个原节点 struct Node* Next = copy->next; // 如果是第一个被拼接的拷贝节点，其也就是新链表的头节点 if (copyHead == NULL) { copyHead = copyTail = copy; } // 如果不是第一个被拼接的拷贝节点，将其拼接到新链表的尾部 else { copyTail->next = copy; copyTail = copy; } // 将cur和copy两个链表中的相应节点分离，恢复原链表 cur->next = Next; cur = Next; } // 4 返回拷贝链表的头节点 return copyHead; }
- C++
class Solution { public: Node* copyRandomList(Node* head) { if (!head) { return nullptr; } // 1. 拷贝节点，并将其插入到原链表对应节点的后面 Node* cur = head; while (cur) { // 创建新节点 Node* copy = new Node(cur->val); // 将新节点插入到cur和cur.next之间 Node* Pnext = cur->next; cur->next = copy; copy->next = Pnext; // 指向下一个原节点或下一个拷贝节点 cur = Pnext; } // 2. 控制拷贝节点的random cur = head; while (cur) { // 获取原节点的拷贝节点 Node* copy = cur->next; // 获取下一个原节点 Node* tmp = copy->next; // 原节点的random指针为空，拷贝节点的random指针也为空 if (cur->random == NULL) { copy->random = NULL; } else { // 根据原节点的random指针，获取其对应的拷贝节点，将拷贝节点的random指针指向其对应的拷贝节点 copy->random = cur->random->next; } // 移动指针 cur = tmp; } // 3. 拆分链表，恢复原链表，并组成拷贝链表 cur = head; Node* copyHead = nullptr; Node* copyTail = nullptr; while (cur) { // 获取原链表的拷贝节点和下一个节点 Node* copy = cur->next; Node* Next = copy->next; // 如果是第一个被拼接的拷贝节点 if (copyHead == nullptr) { copyHead = copyTail = copy; } // 如果不是第一个被拼接的拷贝节点，将其拼接到新链表的尾部 else { copyTail->next = copy; copyTail = copy; } // 将原链表和拷贝链表中的相应节点分离，恢复原链表 cur->next = Next; cur = Next; } // 4. 返回拷贝链表的头节点 return copyHead; } };
