1. 題目

請實現 copyRandomList 函式，複製一個複雜連結串列。在複雜連結串列中，每個節點除了有一個 next 指標指向下一個節點，還有一個 random 指標指向連結串列中的任意節點或者 null。

2. 示例

示例1：

輸入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
輸出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例2：

輸入：head = [[1,1],[2,1]]
輸出：[[1,1],[2,1]]

示例3：

輸入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
輸出：[[3,null
 
],[3,0],[3,null]]

示例4：

輸入：head = []
輸出：[]
解釋：給定的連結串列為空（空指標），因此返回 null。

提示：

-10000 <= Node.val <= 10000
Node.random 為空（null）或指向連結串列中的節點。
節點數目不超過 1000 

3. 題解

本題給出了兩種解題思路：

• HashMap
  • 建立Hash表，key為原節點，value為新節點。
  • 在Hash表中遍歷key，就可以不斷的獲取新節點: map.get(cur)。讓其next指向map.get(cur.next)節點即可，同樣的，讓random指向map.get(cur.random)即可。
  • 返回map.get(head)就是返回的新連結串列的頭結點。
• 拼接+拆分
  • 需要遍歷三次
  • 第一次遍歷建立拼接連結串列：原節點1->新節點1->原節點2->新節點2，這樣的拼接連結串列。此時還未引入random。
  • 第二次遍歷建立random指向：始終存在一個順序，就是新節點的next一定在原節點中next指向的next節點的後面，新節點的random一定在原節點random指向的andom節點的後面。
  • 第三次遍歷拆分拼接年連結串列

4. 實現

4.1 HashMap

 1 public class CopyRandomList35 {
 2     // HashMap
 

 3     public Node copyRandomListA(Node head) {
 4         if(head == null) return null;
 5         Node cur = head;
 6         // HashMap<Key, value>，key：原節點，value:新節點。
 7         Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
 8         // 遍歷各節點，簡歷“原節點->新節點”的Map對映
 9         while (cur != null) {
10             map.put(cur, new Node(cur.val));
11             cur = cur.next;
12         }
13         cur = head;
14         // 遍歷map，建立新連結串列
15         while (cur != null) {
16             map.get(cur).next = map.get(cur.next);
17             map.get(cur).random = map.get(cur.random);
18             cur = cur.next;
19         }
20         // 返回新連結串列的頭結點
21         return map.get(head);
22     }
23 }

4.2 拼接+拆分

 1 public class CopyRandomList35 {
 2     // 拼接+拆分
 3     public Node copyRandomListB(Node head) {
 4         // 如果為空，直接返回
 5         if(head == null) return null;
 6         Node cur = head;
 7         // 1. 第一輪遍歷，建立只包含next的拼接連結串列
 8         // 新連結串列結構：原節點1->新節點1->原節點2->新節點2
 9         while (cur != null) {
10             Node temp = new Node(cur.val);
11             temp.next = cur.next;
12             cur.next = temp;
13             cur = temp.next;
14         }
15         // 2. 第二輪遍歷,建立random指向
16         cur = head;
17         while (cur != null) {
18             // 原節點的random不為Null，說明存在，那麼新節點的random需要指向原節點的random的下一個節點。
19             if(cur.random != null) {
20                 cur.next.random = cur.random.next;
21             }
22             cur = cur.next.next;
23         }
24         cur = head.next;
25         Node pre = head, res = head.next;
26         // 3. 第三輪遍歷，拆分連結串列
27         while(cur.next != null) {
28             pre.next = pre.next.next;
29             cur.next = cur.next.next;
30             pre = pre.next;
31             cur = cur.next;
32         }
33         pre.next = null;
34         return res;
35     }
36 }

5. 結語

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