大家好，我是小魔龙，Unity3D软件工程师，VR、AR，虚拟仿真方向，不定时更新软件开发技巧，生活感悟，觉得有用记得一键三连哦。
一、题目
1、算法题目
“给定一个长度为n的链表，每个节点包含随机指针，随机指针可以指向链表中任何节点或空节点，构造这个链表的深拷贝，返回复制链表的头结点。”
2、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]]
二、解题
1、思路分析
本题要求对特殊的链表进行深拷贝。
对于普通链表来说，可以遍历整个链表，然后创建链表节点。
因为本题中随机指针的存在，在拷贝节点时，随机指针指向的节点可能还没有创建，所以就可以考虑使用回溯的方式，让每个节点的拷贝相互独立。
对于当前节点，首先进行拷贝，然后再进行后节点以及随机指针指向节点的拷贝。
拷贝完成返回创建的新节点的指针返回，即可完成当前节点的两指针赋值。
2、代码实现
代码参考：
class Solution { Map<Node, Node> cachedNode = new HashMap<Node, Node>(); public Node copyRandomList(Node head) { if (head == null) { return null; } if (!cachedNode.containsKey(head)) { Node headNew = new Node(head.val); cachedNode.put(head, headNew); headNew.next = copyRandomList(head.next); headNew.random = copyRandomList(head.random); } return cachedNode.get(head); } }
3、时间复杂度
时间复杂度：O(n)
其中n是链表的长度，对于每个节点，只需要访问后续节点和随机指针指向的节点各一次。
空间复杂度：O(n)
其中n是链表的长度，为哈希表的空间开销。
三、总结
代码中使用了哈希表记录每个节点对应新节点的创建情况。
在遍历该链表的时候，检查后续节点和随机指针指向的节点的创建情况，如果这两个节点没有被创建，就可以递归进行创建。
在拷贝完成后，回溯到当前层，即可完成当前节点的指针赋值。
