138. 复制带随机指针的链表

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本文介绍两种链表深拷贝的方法，包括使用哈希表的高效解决方案和传统复制链表加穿针引线的技巧。通过具体代码示例，详细解析了如何处理链表中额外的随机指针，实现链表的完整复制。

题目：

给定一个链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

要求返回这个链表的深拷贝。

我们用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

val：一个表示 Node.val 的整数。
random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。

138. 复制带随机指针的链表

方法一：哈希表unordered_map


class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (head == nullptr)
            return head;
        //遍历原链表 创建新链表节点并建立映射关系
        unordered_map<Node*, Node*> map; //<原链表节点，对应位置的新链表节点>
        Node* cur = head;
        while (cur)
        {
            map[cur] = new Node(cur->val);
            cur = cur->next;
        }

        //遍历原链表 根据map链接新链表
        cur = head;
        while (cur)
        {
            Node* node = map[cur];
            node->next = map[cur->next];
            node->random = map[cur->random];
            cur = cur->next;
        }
        return map[head];
    }
};

方法二：传统做法复制链表+穿针引线+分隔链表

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (head == nullptr) {
            return head;
        }
        Node *node = head;
        //1. 将复制节点添加到原节点后面
        while (node != nullptr) {
            Node *copy = new Node(node->val, nullptr, nullptr);
            copy->next = node->next;
            node->next = copy;
            node = copy->next;
        }
        
        //2. 复制random节点
        node = head;
        while (node != nullptr) {
            if (node->random != nullptr) {
                node->next->random = node->random->next;
            }            
            node = node->next->next;
        }
        
        //3. 分离链表
        node = head;
        Node *newHead = head->next;
        Node *newNode = newHead;
        while (node != nullptr) {
            node->next = node->next->next;     
            if (newNode->next != nullptr) {
                newNode->next = newNode->next->next;            
            }            
            node = node->next;
            newNode = newNode->next;
        }
        return newHead;
    }
};