剑指Offer：复杂链表的复制（Python语言实现）

最新推荐文章于 2022-04-30 20:20:41 发布

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本文介绍了一种在O(n)时间复杂度内且不使用额外空间复制复杂链表的方法。复杂链表中，每个节点除了指向下一个节点外，还指向链表中的任意节点或None。文章详细描述了通过三个步骤实现复制：创建节点副本、设置随机指针和拆分链表。

请实现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指针指向下一个节点，还有一个指针指向链表中的任意节点或者None。

在不用辅助空间的情况下实现O(n)的时间效率。分为三步：根据原始链表的每个节点创建对应的新节点、设置复制出来的节点的random、把这个长链表拆分成两个链表。

class RandomListNode:
    def __init__(self, x):
        self.label = x
        self.next = None
        self.random = None


class Solution:
    def copy_complex_list(self, head):
        if not head or not head.next:
            return head

        self.clone_nodes(head)
        self.connect_sibling_nodes(head)

        return self.reconnect_nodes(head)

    def clone_nodes(self, head):
        p = head
        while p:
            q = RandomListNode(p.label)
            q.next = p.next
            p.next = q
            p = q.next

    def connect_sibling_nodes(self, head):
        p = head
        while p:
            q = p.next
            if p.random:
                q.random = p.random.next
            p = q.next

    def reconnect_nodes(self, head):
        p = head

        if p:
            clone_head = p.next
            q = clone_head
            p.next = q.next
            p = p.next

        while p:
            q.next = p.next
            q = q.next
            p.next = q.next
            p = p.next
        return clone_head


st = Solution()
node = RandomListNode(1)
node.next = RandomListNode(2)
node.next.next = RandomListNode(3)
node.next.next.next = RandomListNode(4)
node.next.next.next.next = RandomListNode(5)

node.random = node.next.next
node.next.random = node.next.next.next.next
node.next.next.next.random = node.next

head = st.copy_complex_list(node)
while head:
    if head.random:
        print(head.label, head.random.label)
    else:
        print(head.label)
    head = head.next