leetcode之Copy List with Random Pointer

最新推荐文章于 2022-01-16 16:26:50 发布

原创最新推荐文章于 2022-01-16 16:26:50 发布 · 581 阅读

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本文详细介绍了链表复制算法的两种实现方式，包括保存映射关系的算法和不保存映射关系的算法，同时提供了相应的代码实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目大意:

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.

意思就是:

给定一个链表,该链表的每一的node包含next和random两个指针.请对该链表进行复制.

解题思路:

设原始链表如下，细线表示next指针，粗线表示random指针，没有画出的指针均指向NULL：

算法1：我们在构建新链表的节点时，保存原始链表的next指针映射关系，并把指针做如下变化(蓝色为原始链表节点，紫红色为新链表节点)：

然后在上图的基础上进行如下两步

1、构建新链表的random指针：比如new1->random = new1->random->random->next, new2->random = NULL, new3-random = NULL, new4->random = new4->random->random->next

2、恢复原始链表：根据最开始保存的原始链表next指针映射关系恢复原始链表

该算法时间空间复杂度均为O(N)

算法2：该算法更为巧妙，不用保存原始链表的映射关系，构建新节点时，指针做如下变化，即把新节点插入到相应的旧节点后面：

同理分两步

1、构建新节点random指针：new1->random = old1->random->next, new2-random = NULL, new3-random = NULL, new4->random = old4->random->next

2、恢复原始链表以及构建新链表：例如old1->next = old1->next->next, new1->next = new1->next->next

注意的两点是:

1,算法.

2,如何保存原来链表的对应关系,并在最后回复原来的链表.

代码如下:

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){
                return NULL;
            }
            map<RandomListNode*, RandomListNode*> storage;
            storage[head] = head->next;
            RandomListNode* newHead = new RandomListNode(head->label);
            newHead->random = head;
            RandomListNode* current = head->next;
            head->next = newHead;
            RandomListNode* newCurrent = newHead;
            RandomListNode* oldCurrent = current;
            while(current){
                newCurrent->next = new RandomListNode(current->label);
                newCurrent->next->random = current;
                newCurrent = newCurrent->next;
                storage[current] = current->next;
                current = current->next;
                oldCurrent->next = newCurrent;    
                oldCurrent = current;    
            }
            newCurrent = newHead;
            while(newCurrent){
                if(!newCurrent->random->random){
                    newCurrent->random = NULL;
                }
                else{
                    newCurrent->random = newCurrent->random->random->next;
                }
                newCurrent = newCurrent->next;
            }
            current = head;
            for(int i=1;i<storage.size();i++){
                current->next = storage[current];
                current = current->next;
            }
            current->next = NULL;
            return newHead;
        }
};