每日一题——复杂链表的复制-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了每日一题——复杂链表的复制。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

复杂链表的复制

题目链接

每日一题——复杂链表的复制,每日一题,# 链表相关,链表,数据结构,leetcode,c语言

思路

如果不考虑random指针的复制，仅仅复制单链表的结构还是简单的。只需要通过一个指针cur遍历原链表，再不断创建新节点尾插到newHead后即可。

但如果要考虑random指针的复制，那过程就复杂了。

有小伙伴会这样想：既然原链表和复制的链表的结构一致，那么对于原链表的任意一个节点，我们都可以先知道它们random指针的指向，这样就可以通过循环得到这是原链表的第几个节点，最后也就可以通过循环将复制链表的相同节点的random指针指向相同的位置了。但是对于每一个节点，每确定一个random指针时间复杂度就是O(N)，一共N个节点时间复杂度就是O(N^2)，显然效率不高。

接下来给大家讲解一个时间复杂度为O(N)，空间复杂度为O(1)的方法：

第一步：新建节点，复制链表的val值、next值

这里我们不采用新建一个头newHead，然后将新建的节点尾插到newHead后的方法。

这里我们利用交织链表的方法：cur遍历原链表，每遍历一个节点就将复制的节点插入到这个节点之后。形象一点来说就是，如果原链表为A->B->C->NULL，那么这一步过后，链表就变成了A->A'->B->B'->C->C'->NULL

struct Node* cur = head;

//先创建交织链表
while (cur)
{
    struct Node* temp = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));

    temp->val = cur->val;
    temp->next = cur->next;
    cur->next = temp;

    cur = cur->next->next;
}

第二步：完成random指针的复制

实现了上面交织链表的操作，我们就可以直接得到复制链表的节点的random指着的指向了：

即为其原节点 S 的随机指针指向的节点 T 的后继节点 T'。需要注意原节点的随机指针可能为空，我们需要特别判断这种情况。

通过下图也可以理解对应的关系：

每日一题——复杂链表的复制,每日一题,# 链表相关,链表,数据结构,leetcode,c语言

//复制random指针
cur = head;

while (cur)
{
    struct Node* temp = cur->random;    //找到随机指针的指向

    if (temp == NULL)
        cur->next->random = NULL;
    else
        cur->next->random = temp->next;

    cur = cur->next->next;
}

最后一步，将交织的链表拆成两串链表，返回复制链表的头

虽然我们也可以不对原链表进行还原，但安全起见，最好不要改变原有的链表结构文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-627939.html

struct Node* retHead = head->next;	//要返回的头节点
struct Node* cur1 = head;
struct Node* cur2 = retHead;

//取消交织，还原为两个链表
while (cur1 && cur2->next)
{
    cur1->next = cur1->next->next;
    cur2->next = cur2->next->next;

    cur1 = cur1->next;
    cur2 = cur2->next;
}

cur1->next = NULL;
cur2->next = NULL;

//最后返回复制链表
return retHead;

实现代码

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    if (head == NULL)
        return NULL;

	struct Node* cur = head;

    //先创建交织链表
    while (cur)
    {
        struct Node* temp = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));

        temp->val = cur->val;
        temp->next = cur->next;
        cur->next = temp;

        cur = cur->next->next;
    }

    //复制随机指针
    cur = head;

    while (cur)
    {
        struct Node* temp = cur->random;    //找到随机指针的指向

        if (temp == NULL)
            cur->next->random = NULL;
        else
            cur->next->random = temp->next;

        cur = cur->next->next;
    }

    //取消交织
    struct Node* retHead = head->next;	//要返回的头节点
    struct Node* cur1 = head;
    struct Node* cur2 = retHead;

    //取消交织，还原为两个链表
    while (cur1 && cur2->next)
    {
        cur1->next = cur1->next->next;
        cur2->next = cur2->next->next;

        cur1 = cur1->next;
        cur2 = cur2->next;
    }

    cur1->next = NULL;
    cur2->next = NULL;

    //最后返回复制链表
    return retHead;
}