LeetCode133——克隆图

最新推荐文章于 2024-04-17 08:30:00 发布

清風逐尘乀

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分类专栏： LeetCode题解文章标签： LeetCode 深度优先遍历广度优先遍历克隆图

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本文详细解析了LeetCode上“Clone Graph”问题的两种解法：深度优先遍历和广度优先遍历。通过使用哈希表记录已克隆节点，避免重复克隆，实现了图的深拷贝。提供了完整的JAVA代码实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

我的LeetCode代码仓：https://github.com/617076674/LeetCode

原题链接：https://leetcode-cn.com/problems/clone-graph/description/

题目描述：

知识点：深度优先遍历、广度优先遍历

思路一：深度优先遍历

用一个哈希表hashMap来记录已经克隆了的节点，深度优先遍历的递归函数实现如下：

（1）如果node节点本身为null，直接返回null。

（2）如果hashMap中已经存在了node.label对应的节点，直接返回该节点即可。

（3）如果hashMap中还没有存在node.label对应的节点，新建一个节点，其label值为node.label，其neighbors的填充，需要遍历node.neighbors中的每一个节点，递归地调用该函数来填充。最后，返回cloned。

时间复杂度与每个节点所连接的节点个数有关。空间复杂度为O(n)，其中n为节点个数。

JAVA代码：

public class Solution {
    private HashMap<Integer, UndirectedGraphNode> hashMap = new HashMap<>();    //记录已克隆的节点
    public UndirectedGraphNode cloneGraph(UndirectedGraphNode node) {
        if(null == node){
            return null;
        }
        UndirectedGraphNode cloned = hashMap.get(node.label);
        if(null != cloned){
            return cloned;
        }
        cloned = new UndirectedGraphNode(node.label);
        hashMap.put(cloned.label, cloned);
        for(UndirectedGraphNode neighbor : node.neighbors){
            cloned.neighbors.add(cloneGraph(neighbor));
        }
        return cloned;
    }
}

LeetCode解题报告：

思路二：广度优先遍历

和思路一一样，用一个hashMap记录已克隆的节点，利用队列实现广度优先遍历。

出队入队操作的是原图中的节点，对于出队入队的循环过程，应该如下：

（1）弹出队首元素now，而得到的克隆节点应该是从hashMap中根据now.label得到的节点。

（2）遍历now的所有邻接点，如果hashMap中还不存在键为neighbor.label的节点，则将该节点入队，且在hashMap中新建label为neighbor.label的节点。不管怎样，都需要将hashMap中键为neighbor.label的节点放进cloned的neighbors中。

最后返回的是root节点，即从hashMap中取得的键为node.label的节点。

时间复杂度与每个节点所连接的节点个数有关。空间复杂度为O(n)，其中n为节点个数。

JAVA代码：

public class Solution {
    private HashMap<Integer, UndirectedGraphNode> hashMap = new HashMap<>();    //记录已克隆的节点
    public UndirectedGraphNode cloneGraph(UndirectedGraphNode node) {
        if(null == node){
            return null;
        }
        Queue<UndirectedGraphNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(node);
        hashMap.put(node.label, new UndirectedGraphNode(node.label));
        UndirectedGraphNode root = hashMap.get(node.label);
        while(!queue.isEmpty()){
            UndirectedGraphNode now = queue.poll();
            UndirectedGraphNode cloned = hashMap.get(now.label);
            for(UndirectedGraphNode neighbor : now.neighbors){
                if(!hashMap.containsKey(neighbor.label)){
                    queue.add(neighbor);
                    hashMap.put(neighbor.label, new UndirectedGraphNode(neighbor.label));
                }
                cloned.neighbors.add(hashMap.get(neighbor.label));
            }
        }
        return root;
    }
}

LeetCode解题报告：