LeetCode-138-复制带随机指针的链表

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。

示例说明请见LeetCode官网。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/copy-list-with-random-pointer/
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

解法一：链表遍历

• 首先，如果链表为空，直接返回。
• 否则，按顺序遍历链表，用一个HashMap用来存旧的节点和copy节点映射，遍历过程如下：
  • 如果当前节点已经copy过，则从mappings中取；否则copy一个；
  • 判断当前节点如果存在random指针，判断当前节点的random已经copy过，则从mappings中取；否则copy一个。
• 最后，返回copy的链表。

import com.kaesar.leetcode.RandomNode;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class LeetCode_138 {
    public static RandomNode copyRandomList(RandomNode head) {
        if (head == null) {
            return head;
        }
        // key为旧节点，value为新节点
        Map<RandomNode, RandomNode> mappings = new HashMap<>();
        RandomNode newHead = new RandomNode(-1);
        RandomNode cur = newHead;
        // 遍历原链表
        while (head != null) {
            // 如果当前节点已经copy过，则从mappings中取；否则copy一个
            if (mappings.containsKey(head)) {
                cur.next = mappings.get(head);
            } else {
                cur.next = new RandomNode(head.val);
                mappings.put(head, cur.next);
            }

            // 如果当前节点的random已经copy过，则从mappings中取；否则copy一个
            if (head.random != null) {
                if (mappings.containsKey(head.random)) {
                    cur.next.random = mappings.get(head.random);
                } else {
                    RandomNode randomNode = new RandomNode(head.random.val);
                    cur.next.random = randomNode;
                    mappings.put(head.random, cur.next.random);
                }
            }
            head = head.next;
            cur = cur.next;
        }

        return newHead.next;
    }

    public static void main(String[] args) {
        RandomNode head = new RandomNode(7);
        RandomNode one = new RandomNode(13);
        RandomNode two = new RandomNode(11);
        RandomNode three = new RandomNode(10);
        RandomNode four = new RandomNode(1);

        head.next = one;
        head.random = null;

        one.next = two;
        one.random = head;

        two.next = three;
        two.random = four;

        three.next = four;
        three.random = two;

        four.next = null;
        four.random = head;

        System.out.println("copy之前的链表");
        RandomNode cur = head;
        while (cur != null) {
            System.out.println("val: " + cur.val + " | next: " + (cur.next == null ? "null" : cur.next.val) + " | random: " +
                    (cur.random == null ? "null" : cur.random.val));
            cur = cur.next;
        }

        RandomNode result = copyRandomList(head);
        System.out.println("copy之后的链表");
        RandomNode newCur = result;
        while (newCur != null) {
            System.out.println("val: " + newCur.val + " | next: " + (newCur.next == null ? "null" : newCur.next.val) + " | random: " +
                    (newCur.random == null ? "null" : newCur.random.val));
            newCur = newCur.next;
        }
    }
}

【每日寄语】 年轻的朋友们，当你们发现自己的专业自己走一条路不通的时候，不要拒绝其他的方向，因为很多时候，正是你陌生的那条路带给你光明。