LeetCode 138 复制带随机指针的链表

最新推荐文章于 2024-04-19 11:08:57 发布

我是一名程序媛

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文章标签：链表算法数据结构 leetcode

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_34600424/article/details/112687808

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本文详细介绍了如何复制一个带有随机指针的链表，包括使用哈希表、原地修改链表结构以及深度优先搜索的解法。三种方法的时间复杂度均为O(N)，空间复杂度分别为O(N)、O(1)和O(N)。通过这些方法，可以有效地在保持原始链表不变的情况下创建其深拷贝。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目描述

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 。

题解

参考链接：https://leetcode-cn.com/problems/copy-list-with-random-pointer/solution/liang-chong-shi-xian-tu-jie-138-fu-zhi-dai-sui-ji-/
1. 时间O（N），空间O（N）
2. 时间O（N），空间O（1）
3. 时间O（N），空间O（N）

代码

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (!head) return NULL;
        map<Node*,Node*> mymap;
        Node* p=head;
        while (p){
            Node* tmp=new Node(0);
            mymap[p]=tmp;
            p=p->next;
        }
        for (auto m:mymap){
            m.second->val=m.first->val;
            m.second->random=mymap[m.first->random];
            m.second->next=mymap[m.first->next];
        }
        return mymap[head];
    }
};

/*
// 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:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (!head) return NULL;
        Node* p=head;
        while (p){
            Node* tmp=new Node(p->val);
            tmp->next=p->next;
            p->next=tmp;
            p=tmp->next;
        }
        p=head;
        while (p){
            if (p->random) p->next->random=p->random->next;
            else p->next->random=NULL;
            p=p->next->next;
        }
        Node* node=new Node(-1),*q=node;
        p=head;
        while (p){
            q->next=p->next;
            q=q->next;
            p->next=q->next;
            p=p->next;
        }
        return node->next;
    }
};

说明

1. 我们可以使用哈希表，建立链表中每个节点与深拷贝之后相应节点之间的映射关系，之后为其赋值，val
的值相等，next的值即为原链表next节点在map中的对应节点，random的值也为原链表random节点在map中
的对应节点。
2. 我们可以不必使用哈希表来建立映射关系，在原链表中的每个节点后插入和其值相同的节点，这样相邻两个
节点就建立了对应关系，节点的random值为其原节点random的next节点，最后再把拷贝之后的链表抽出来即
可。
3. 将其视作图来进行深度优先搜索。