剑指 Offer 35. 复杂链表的复制

最新推荐文章于 2025-12-07 21:20:15 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-07 21:20:15 发布 · 177 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#链表 #指针 #算法 #单链表

算法竞赛专栏收录该内容

148 篇文章

订阅专栏

本文介绍了一种高效复制复杂链表的方法，该链表包含next和random指针。通过在每个节点后插入副本，调整random指针，并最终分离原始链表和副本链表，实现了复杂链表的完整复制。

请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。

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：

-10000 <= Node.val <= 10000
Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。
节点数目不超过 1000 。

解题思路

在每个节点后面复制一个与它完全值和下一节点相同的节点
每一个真实节点的random指针可以通过位置指定
- 例如： $A - > B - > C$
  - 如果 $A$ 的 $r a n d o m$ 指针指向 $C$ ，那么经过第一个步骤后，链表就会变成： $A - > A^{'} - > B - > B^{'} - > C - > C^{'}$
  - 此时 $r a n d o m (A) - > C$ ，只需要让 $A^{'}$ 指向 $r a n d o m (A) - > n e x t - > n e x t$ 即可
最后拆分链表就能得到一个复制后的链表

代码展示

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;
    
    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    void CloneNodes(Node* head)
    {
        Node* pNode=head;
        while(pNode!=nullptr)
        {
            Node* pClone = new Node(pNode->val);
            pClone->next = pNode->next;
            pClone->random= pNode->random;

            pNode->next = pClone;

            pNode = pClone->next;
        }
    }
    void ConnectSiblingNodes(Node* head)
    {
        Node* pNode = head;
        while(pNode != nullptr)
        {
            Node* pClone = pNode->next;
            if(pNode->random !=nullptr)
            {
                pClone->random = pNode->random->next;
            }

            pNode = pClone->next;
        }
    }

    Node* ReconnectNodes(Node* head)
    {
        Node* pNode = head;
        Node* pCloneHead = nullptr;
        Node* pCloneNode = nullptr;

        if(pNode != nullptr)
        {
            pCloneHead = pCloneNode = pNode->next;
            pNode->next = pCloneNode->next;
            pNode = pNode->next;
        }

        while(pNode !=nullptr)
        {
            pCloneNode->next = pNode->next;
            pCloneNode = pCloneNode->next;
            pNode->next = pCloneNode->next;
            pNode = pNode->next;
        }

        return pCloneHead;
    }

    Node* copyRandomList(Node* head) {
        CloneNodes(head);
        ConnectSiblingNodes(head);
        return ReconnectNodes(head);
    }
};