剑指Offer——复杂链表的复制

最新推荐文章于 2025-08-02 08:43:33 发布

宁小葵

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分类专栏：剑指Offer

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/AnNing_007/article/details/96573436

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本文介绍了一种复杂链表的复制方法，通过三个步骤实现高效复制：首先复制节点并插入原节点后，接着设置复制节点的m_pSibling指针，最后拆分链表。文章详细解释了每一步的操作细节。

题目：输入一个复杂链表（每个节点中有节点值，以及两个指针，一个指向下一个节点，另一个特殊指针指向任意一个节点），返回结果为复制后复杂链表的head。（注意，输出结果中请不要返回参数中的节点引用，否则判题程序会直接返回空）

思路：

思路一：先复制原始链表的每个节点，然后设置每个节点的m_pSibling指针。这样寻找每个节点的m_pSibling节点时都要从头遍历，时间复杂度为O(n^2).

思路二：（优化，空间换时间），先复制原始链表，同时把<N,N'>的配对信息放到一个哈希表中，然后设置m_pSibling时直接从哈希表中取出数据，，这样可以用O(1)的时间找到对应节点。

思路三：（优化，不使用多余空间）。分为三部分

1、复制原始链表的任意节点N并创建新的节点N',再把N'链接到N的后面

2、如果原始链表上的节点N的m_pSibling指向S，则它对应的复制节点N‘的m_pSibling指向复制的节点S'

3、把第二步得到的链表拆分成两个链表， *奇数位置上的节点组成原始链表，偶数位置上的节点组成复制出来的链表

代码如下：

/*
public class RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode next = null;
    RandomListNode random = null;

    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}
*/
public class Solution {
    public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead) {
        cloneNode(pHead);
        connectSiBlingNodes(pHead);
        return reConnectNodes(pHead);
    }

    /**
     * 复制原始链表的任意节点N并创建新的节点N',再把N'链接到N的后面
     * @param root
     */
    public void cloneNode(RandomListNode root){
        RandomListNode pNode=root;
        while(pNode!=null){
            RandomListNode pCloned=new RandomListNode(0);
            pCloned.label=pNode.label;
            pCloned.next=pNode.next;
            pCloned.random=null;

            pNode.next=pCloned;
            pNode=pCloned.next;
        }
    }

    /**
     * 如果原始链表上的节点N的m_pSibling指向S，
     * 则它对应的复制节点N‘的m_pSibling指向复制的节点S'
     * @param root
     */
    public  void connectSiBlingNodes(RandomListNode root){
        RandomListNode pNode=root;
        while(pNode!=null){
            RandomListNode pCloned=pNode.next;
            if(pNode.random!=null){
                pCloned.random=pNode.random.next;
            }
            pNode=pCloned.next;
        }

    }

    /**
     * 把第二步得到的链表拆分成两个链表，
     * 奇数位置上的节点组成原始链表，偶数位置上的节点组成复制出来的链表
     * @param root
     * @return
     */
    public RandomListNode reConnectNodes(RandomListNode root){
        RandomListNode pNode=root;
        RandomListNode pClonedHead=null;
        RandomListNode pClonedNode=null;

        if(pNode!=null){
            pClonedHead=pClonedNode=pNode.next;
            pNode.next=pClonedNode.next;
            pNode=pNode.next;
        }
        while(pNode!=null){
            pClonedNode.next=pNode.next;
            pClonedNode=pClonedNode.next;
            pNode.next=pClonedNode.next;
            pNode=pNode.next;
        }
        return  pClonedHead;
    }
}

注意点：不要忽略最后一步分割链表的时候，除了复制链表还有原链表也要保证不变。