Copy List with Random Pointer

本文介绍了一种特殊的链表深度拷贝方法,该链表包含next和random两种类型的指针。通过三个步骤完成拷贝:节点复制并插入原节点后、复制random指针以及分离拷贝节点。

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题目大意:求一个链表的深度拷贝,这个链表中的节点有两个指针,一个next指针指向它的下驱节点,另一个random指针可以指向空或者链表中任意的其他节点。

解题思路:分三步,

第一步顺序遍历链表,拷贝每个节点,将拷贝的节点插入到被拷贝节点的后面。

第二步,拷贝radom指针。

第三步,将拷贝节点分离出来。


#include <iostream>
#include <cstdio>

using namespace std;

struct RandomListNode {
	int label;
	RandomListNode *next, *random;
	RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
};

class Solution {
	public:
		RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
			copyNode(head);
			copyRandomNode(head);
			return separate(head);
		}

	private:
		void copyNode(RandomListNode *head) {
			RandomListNode *cur = head;
			while(cur != NULL) {
				RandomListNode *node = new RandomListNode(cur->label);
				node->next = cur->next;
				cur->next = node;
				cur = node->next;
			}
		}

		void copyRandomNode(RandomListNode *head) {
			RandomListNode *cur = head;
			RandomListNode *copy_cur = cur != NULL ? cur->next : NULL;
			while(cur != NULL && copy_cur != NULL) {
				copy_cur->random = cur->random != NULL ? cur->random->next : NULL;
				cur = copy_cur->next;
				copy_cur = cur != NULL ? cur->next : NULL;
			}
		}

		RandomListNode *separate(RandomListNode *head) {
			RandomListNode *cur = head;
			RandomListNode *copy_cur = cur != NULL ? cur->next : NULL;
			RandomListNode *copy_head = copy_cur;
			while(cur != NULL && copy_cur != NULL) {
				cur->next = copy_cur->next;
				cur = cur->next;
				copy_cur->next = cur != NULL ? cur->next : NULL;
				copy_cur = copy_cur->next;
			}
			return copy_head;
		}
};




<think>好的,用户的问题是关于链表节点标签13的next指针在原始链表中被修改的解决方案。首先,我需要理解用户提到的具体问题。根据引用[4]中的描述,处理链表复制时,原链表尾节点的next指针需要单独设置为null,否则会报错。用户现在遇到类似的问题,但节点标签是13,可能是在处理链表复制或其他操作时,原链表的节点13的next指针被意外修改了。 接下来,我需要参考用户提供的引用内容。引用[4]中的解决方案分为三步:复制节点、设置random指针、拆分链表。在拆分过程中,原链表的节点next指针被修改,但最终需要恢复原链表的next指针,或者确保新链表正确分离。例如,在拆分时,原链表的每个节点的next应该指向原来的下一个节点,而新链表的节点则指向复制的节点。如果在这个过程中没有正确处理,可能导致原链表的节点next指针错误,比如标签13的节点的next被修改了。 可能的错误原因有几个方面:首先,在拆分链表时,可能没有正确恢复原链表的next指针,尤其是在处理到最后一个节点时,如引用[4]提到的需要将pre.next设为null。其次,可能在循环拆分过程中,某个步骤处理不当,导致原链表节点的next指向了新链表的节点,而非原链表的下一个节点。例如,当处理到标签13的节点时,如果在拆分时没有正确跳过复制的节点,就会导致原链表的结构被破坏。 解决方案方面,引用[4]中的代码在拆分后,将原链表的尾节点的next设置为null,这可能是为了确保原链表的结构正确。但用户的问题可能出现在中间节点,比如标签13的节点,因此需要检查拆分过程中的循环逻辑是否正确处理了所有节点,尤其是当原链表的节点后面跟着复制节点时,必须正确地将原节点的next指向原链表的下一个节点,而不是复制节点。例如,在拆分循环中,原链表节点pre的next应该指向pre.next.next(即原链表的下一个节点),而新链表节点cur的next指向cur.next.next。如果在处理到标签13的节点时,循环没有正确执行这一步,就会导致next指针错误。 另外,可能还需要考虑边界情况,比如链表只有一个节点,或者要处理的节点是头节点或尾节点。例如,如果标签13的节点是原链表的尾节点,那么在拆分时可能需要像引用[4]那样单独处理,将pre.next设为null。但如果是中间节点,则需要在循环中正确更新pre和cur的next指针。 总结可能的解决步骤:1. 确保在拆分链表时,每一步都正确恢复原链表节点的next指针。2. 检查循环逻辑,尤其是处理到标签13的节点时,是否正确地跳过了复制的节点。3. 处理尾节点时,单独将原链表尾节点的next设为null,如引用[4]中的做法。4. 验证原链表在操作后的完整性,确保每个节点的next指针没有被错误修改。 此外,用户可能需要具体的代码示例来展示如何正确拆分链表,同时保持原链表的结构。根据引用[4]的代码,拆分部分的循环应该正确地将原链表和新链表分离,通过pre和cur指针分别处理原链表和新链表的next指针。如果在处理到标签13的节点时出现错误,可能需要检查循环条件是否正确,例如cur.next是否为null,或者在更新指针时是否遗漏了某个步骤。 最后,生成相关问题需要考虑用户可能进一步的问题,比如如何验证链表结构、其他常见错误或优化方法等。</think>### 链表节点标签13的next指针被修改的解决方案 当链表操作中遇到“Next pointer of node with label 13 modified in original list”报错时,通常是因为**在复制或修改链表时未正确恢复原链表的节点指针**,导致原链表结构被破坏。以下是具体原因和解决方案: --- #### 1. 问题原因分析 - **指针未恢复**:在带有复制的操作中(如复制带随机指针的链表),拆分新旧链表时,原链表的`next`指针可能被错误地指向新链表的节点。例如,标签13的原节点`next`可能未指向原链表的下一个节点,而是指向了复制节点。 - **尾节点未处理**:若标签13是原链表的尾节点,拆分后未显式设置其`next`为`null`,可能导致原链表尾指针残留引用[^4]。 --- #### 2. 解决方案 ##### 方法1:严格拆分新旧链表(参考引用[4]) 在复制链表后,通过三次遍历确保原链表和新链表完全分离: 1. **复制节点**:将新节点插入原节点之后,形成`原节点 -> 新节点 -> 原下一节点`的结构。 2. **设置随机指针**:根据原节点的`random`指针,更新新节点的`random`。 3. **拆分链表**:遍历链表,恢复原链表指针并提取新链表。 ```java // 以Java示例(基于引用[4]) public Node copyRandomList(Node head) { if (head == null) return null; Node cur = head; // 1. 复制节点 while (cur != null) { Node copy = new Node(cur.val); copy.next = cur.next; cur.next = copy; cur = copy.next; } // 2. 设置random指针 cur = head; while (cur != null) { if (cur.random != null) { cur.next.random = cur.random.next; } cur = cur.next.next; } // 3. 拆分链表 cur = head.next; Node pre = head, res = head.next; while (cur.next != null) { pre.next = pre.next.next; // 恢复原链表指针 cur.next = cur.next.next; // 构建新链表指针 pre = pre.next; cur = cur.next; } pre.next = null; // 单独处理原链表尾节点 return res; } ``` **关键点**: - **拆分时恢复原链表**:在第三步循环中,`pre`指针始终指向原链表的节点,通过`pre.next = pre.next.next`跳过复制节点,恢复原链表的`next`指针[^4]。 - **尾节点处理**:显式设置原链表尾节点的`next`为`null`,避免残留引用。 --- ##### 方法2:哈希表辅助(空间换时间) 若允许使用额外空间,可通过哈希表记录原节点到复制节点的映射,避免修改原链表: ```java public Node copyRandomList(Node head) { Map<Node, Node> map = new HashMap<>(); Node cur = head; while (cur != null) { map.put(cur, new Node(cur.val)); cur = cur.next; } cur = head; while (cur != null) { Node copy = map.get(cur); copy.next = map.get(cur.next); copy.random = map.get(cur.random); cur = cur.next; } return map.get(head); } ``` **优点**:无需修改原链表,彻底避免指针错误。 --- #### 3. 验证原链表完整性 操作后,遍历原链表并检查每个节点的`next`指针是否指向正确的原链表节点。例如,标签13的节点应满足: ```java // 假设原链表为1 -> 2 -> ... -> 13 -> 14 -> null Node node13 = head; for (int i = 1; i < 13; i++) node13 = node13.next; assert node13.next.val == 14; // 确保未被修改为复制节点 ``` ---
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