leetcode解题笔记-Copy List with Random Pointer

最新推荐文章于 2022-02-13 19:29:23 发布

winnerX

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分类专栏：算法文章标签： leetcode hash 链表

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本文讨论如何高效地实现一个带随机指针的链表的深度拷贝，通过使用哈希表优化索引查找过程，避免了数组复制带来的性能瓶颈。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

原题地址：https://oj.leetcode.com/problems/copy-list-with-random-pointer/

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.

这题要求：将一个链表进行深度拷贝，链表中的节点有一个random属性，指向链表中的任意节点

刚看到这题，我想到用数组来保存每个节点，拷贝random时，再用一个数组来表示拷贝的节点，两个链表是一一对应的。这样当需要拷贝random属性时，仅仅需要查询原节点的random在原数组中的索引。我的第一个解法如下，超时了。

# Definition for singly-linked list with a random pointer.
# class RandomListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.label = x
#         self.next = None
#         self.random = None

class Solution:
    # @param head, a RandomListNode
    # @return a RandomListNode
    def copyRandomList(self, head):
        arr,newArr = [],[]
        tmp = head
        while tmp!=None:
            arr.append(tmp)
            newArr.append(RandomListNode(tmp.label))
            tmp = tmp.next
        if len(arr) == 0:
            return None
        for i in range(0,len(newArr)):
            if i!=len(newArr)-1:
                newArr[i].next = newArr[i+1]
            if arr[i].random:
                newArr[i].random = newArr[arr.index(arr[i].random)]
        return newArr[0]

超时的原因是如下语句执行起来耗时

arr.index(arr[i].random)

那么该如何用线性时间查找索引呢，就是利用hash表，hash表保存node对象以及其索引，修改后的代码如下所示：

# Definition for singly-linked list with a random pointer.
class RandomListNode:
    def __init__(self, x):
        self.label = x
        self.next = None
        self.random = None

class Solution:
    # @param head, a RandomListNode
    # @return a RandomListNode
    def copyRandomList(self, head):
        arr,newArr,map = [],[],{}
        tmp = head
        i = 0
        while tmp!=None:
            arr.append(tmp)
            newArr.append(RandomListNode(tmp.label))
            map[tmp] = i
            tmp = tmp.next
            i+=1
        if len(arr) == 0:
            return None
        for i in range(0,len(newArr)):
            if i!=len(newArr)-1:
                newArr[i].next = newArr[i+1]
            if arr[i].random:
                newArr[i].random = newArr[map[arr[i].random]]
        return newArr[0]