映射法数据深度复制

本文详细介绍了如何通过映射关系(unordered_map)在复杂数据结构中进行深度复制,以解决带有随机指针节点的链表复制问题及无向图节点复制问题。采用BFS和DFS两种遍历方式实现复制过程,强调了映射关系在复制复杂数据结构时的重要性。
问题一:

Copy List with Random Pointe

A linked list is given such that each node contains an additional random pointer which could point to any node in the list or null.

Return a deep copy of the list.

/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * struct RandomListNode {
 *     int label;
 *     RandomListNode *next, *random;
 *     RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
 * };
 */

方法一:BFS

    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head)
    {
        if (!head) return NULL;
        unordered_map<RandomListNode*, RandomListNode*> mapping;
        mapping[head] = new RandomListNode(head->label);
        queue<RandomListNode*> que;
        que.push(head);
        while (!que.empty())
        {
            RandomListNode* temp = que.front();
            que.pop();
            if (temp->next)
            {
                if(mapping.find(temp->next) == mapping.end())
                {
                    mapping[temp->next] = new RandomListNode(temp->next->label);
                    que.push(temp->next);
                }
                mapping[temp]->next = mapping[temp->next];
            }
            if (temp->random)
            {
                if(mapping.find(temp->random) == mapping.end())
                {
                    mapping[temp->random] = new RandomListNode(temp->random->label);
                    que.push(temp->random);
                }
                mapping[temp]->random = mapping[temp->random];
            }
        }
        return mapping[head];
    }

方法二:DFS

    unordered_map<RandomListNode*, RandomListNode*> mapping;
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        // 如果为NULL直接返回NULL
        if (!head) return NULL;
        // 判断节点参数是否已经在映射对中,如果没有则新建节点,并对其指针进行赋值
        // 新节点的每个指针都是对下一层的搜索,不存在则新建,存在则直接返回映射对
        if (mapping.find(head) == mapping.end())
        {
            mapping[head] = new RandomListNode(head->label);
            mapping[head]->next = copyRandomList(head->next);
            mapping[head]->random = copyRandomList(head->random);
        }
        return mapping[head];
    }

问题二:

Clone Graph

Clone an undirected graph. Each node in the graph contains a label and a list of its neighbors.

方法一:BFS

    UndirectedGraphNode *cloneGraph(UndirectedGraphNode *node) {
        if (!node) return NULL;
        unordered_map<UndirectedGraphNode*, UndirectedGraphNode*> mapping;
        mapping[node] = new UndirectedGraphNode(node->label);
        queue<UndirectedGraphNode*> que;
        que.push(node);
        while(!que.empty())
        {
            UndirectedGraphNode* temp = que.front();
            que.pop();
            for (int i = 0; i < temp->neighbors.size(); ++i)
            {
                if (mapping.find(temp->neighbors[i]) == mapping.end())
                {
                    mapping[temp->neighbors[i]] = new UndirectedGraphNode(temp->neighbors[i]->label);
                    que.push(temp->neighbors[i]);
                }
                mapping[temp]->neighbors.push_back(mapping[temp->neighbors[i]]);
            }
        }
        return mapping[node];
    }

方法二:DFS

    unordered_map<UndirectedGraphNode*, UndirectedGraphNode*> mapping;
    UndirectedGraphNode *cloneGraph(UndirectedGraphNode *node) {
        if (!node) return NULL;
        if (mapping.find(node) == mapping.end())
        {
            mapping[node] = new UndirectedGraphNode(node->label);
            for (int i = 0; i < node->neighbors.size(); ++i)
                mapping[node]->neighbors.push_back(cloneGraph(node->neighbors[i]));
        }
        return mapping[node];
    }

总结:

1、以上两种方法都用到了相同的思路,针对结构复杂的数据进行深度复制时采用了映射关系的unordered_map,从原结构指针索引新结构指针,映射关系为

Old List    --map-->    New List
node                    map[node]
head                    map[head]

2、该方法适用于数据节点中有随机指针(Random Pointer)的情况。


附原UP主代码地址:https://leetcode.com/discuss/29710/bfs-and-dfs-with-hash-unordered_map-in-c



先看效果: https://renmaiwang.cn/s/jkhfz Hue系列产品将具备高度的个性化定制能力,并且借助内置红、蓝、绿三原色LED的灯泡,能够混合生成1600万种不同色彩的灯光。 整个操作流程完全由安装于iPhone上的应用程序进行管理。 这一创新举措为智能照明控制领域带来了新的启示,国内相关领域的从业者也积极投身于相关研究。 鉴于Hue产品采用WiFi无线连接方式,而国内WiFi网络尚未全面覆盖,本研究选择应用更为普及的蓝牙技术,通过手机蓝牙与单片机进行数据交互,进而产生可调节占空比的PWM信号,以此来控制LED驱动电路,实现LED的调光功能以及DIY调色方案。 本文重点阐述了一种基于手机蓝牙通信的LED灯设计方案,该方案受到飞利浦Hue智能灯泡的启发,但考虑到国内WiFi网络的覆盖限制,故而选用更为通用的蓝牙技术。 以下为相关技术细节的详尽介绍:1. **智能照明控制系统**:智能照明控制系统允许用户借助手机应用程序实现远程控制照明设备,提供个性化的调光及色彩调整功能。 飞利浦Hue作为行业领先者,通过红、蓝、绿三原色LED的混合,能够呈现1600万种颜色,实现了全面的定制化体验。 2. **蓝牙通信技术**:蓝牙技术是一种低成本、短距离的无线传输方案,工作于2.4GHz ISM频段,具备即插即用和强抗干扰能力。 蓝牙协议栈由硬件层和软件层构成,提供通用访问Profile、服务发现应用Profile以及串口Profiles等丰富功能,确保不同设备间的良好互操作性。 3. **脉冲宽度调制调光**:脉冲宽度调制(PWM)是一种高效能的调光方式,通过调节脉冲宽度来控制LED的亮度。 当PWM频率超过200Hz时,人眼无察觉明显的闪烁现象。 占空比指的...
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