[数据结构与算法]138. 复制带随机指针的链表

2021-07-22 LeetCode每日一题

链接：https://leetcode-cn.com/problems/copy-list-with-random-pointer/

标签：哈希表、链表

题目

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]]

示例 4：

输入：head = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

提示：

• 0 <= n <= 1000
• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。

分析

首先明白【深拷贝】是什么。深拷贝就是拷贝的对象和原对象地址不一样，改变拷贝对象，不会影响原对象的值。而【浅拷贝】就是改变拷贝对象的值，原对象的值也会随着改变。

所以不能单纯的遍历赋值，不然指向的还是原对象的地址。如果这里不带random指针就好办了，遍历，然后new一个新的node出来就行了。但有了这个random指针，你就不能直接new了，应该你不知道它指向哪个节点。

我的思路是先不管random指针，先把所有新的节点new出来，后面再来补充random，具体请看代码。

编码

/*
// 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) {
        Node res = null;
        List<Node> list = new ArrayList<>();

        while (head != null) {
            list.add(head);
            head = head.next;
        }

        if (list.size() == 0) {
            return res;
        }

        res = new Node(list.get(0).val);
        Node temp = res;
        // 键是旧的节点，值的新的节点，这样就能通过旧节点找到新的节点
        Map<Node, Node> copy = new HashMap<>();
        copy.put(list.get(0), res);

        for (int i = 1; i < list.size(); i++) {
            Node node = new Node(list.get(i).val);
            temp.next = node;
            copy.put(list.get(i), node);
            
            temp = temp.next;
        }

        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Node node = list.get(i);
            copy.get(node).random = copy.get(node.random);
        }

        return res;
    }
}