LeetCode Copy List with Random Pointer-优快云博客

本文介绍了一种复制带随机指针的单链表的方法，通过三次遍历来实现新旧链表的完全复制，确保了时间复杂度为O(N)且空间复杂度为O(1)。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

思路：

因为存在random指针，所以如果顺序复制，可能存在还没有某个节点就必须通过random指向该节点的情况出现，因此这种方法不可取。

我们需要利用链表指针间的关系巧妙的复制：
（1）顺序的扫描一遍链表，在每个节点的后面复制一个相应的节点，先不考虑random指针的指向。
（2）再顺序的扫描一遍链表，处理random指针。
（3）再顺序的扫描一遍链表，分开新旧链表。

时间复杂度O(N)，空间复杂度O(1)。

/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * struct RandomListNode {
 *     int label;
 *     RandomListNode *next, *random;
 *     RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
            if(head == NULL) {
                return NULL;
            }
            //为每个节点创建一个后继复制节点
            RandomListNode *old1 = head, *old2 = head->next;
            while(old1 != NULL) {
                old1->next = new RandomListNode(old1->label);
                old1->next->next = old2;
                old1 = old2;
                if(old2 != NULL) {
                    old2 = old2->next;
                }
            }
            //处理random指针的深复制
            old1 = head;
            RandomListNode *new1 = head->next;
            while(old1 != NULL) {
                if(old1->random == NULL) {
                    new1->random = NULL;
                }else {
                    new1->random = old1->random->next;
                }
                old1 = old1->next->next;
                if(new1->next != NULL) {
                    new1 = new1->next->next;
                }
            }
            //拆分新旧链表
            RandomListNode *copy = head->next;
            old1 = head, new1 = head->next;
            while(new1->next != NULL) {
                old1->next = new1->next;
                old1 = new1;
                if(new1->next != NULL) {
                    new1 = new1->next;
                }
            }
            old1->next = NULL;
            new1->next = NULL;
            return copy;
    }
};