【LeetCode刷题日志】138.随机链表的复制-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【LeetCode刷题日志】138.随机链表的复制。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。

【LeetCode刷题日志】138.随机链表的复制,LeetCode 刷题日志,leetcode,链表,算法,职场和发展,linux

🎈个人主页：库库的里昂

🎐C/C++领域新星创作者

🎉欢迎 👍点赞✍评论⭐收藏

✨收录专栏：LeetCode 刷题日志

🤝希望作者的文章能对你有所帮助，有不足的地方请在评论区留言指正，大家一起学习交流！🤗

1.题目描述

2.解题思路+代码实现

方法：迭代 + 节点拆分

思路及算法：

代码实现：

1.题目描述

OJ链接【leetcode 题号：138.随机链表的复制】【难度：中等】

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的 深拷贝。深拷贝应该正好由 n 个全新节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

val：一个表示 Node.val 的整数。
random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。

你的代码只接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例 1：

【LeetCode刷题日志】138.随机链表的复制,LeetCode 刷题日志,leetcode,链表,算法,职场和发展,linux

输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例 2：

【LeetCode刷题日志】138.随机链表的复制,LeetCode 刷题日志,leetcode,链表,算法,职场和发展,linux

输入：head = [[1,1],[2,1]]
输出：[[1,1],[2,1]]

示例 3：

【LeetCode刷题日志】138.随机链表的复制,LeetCode 刷题日志,leetcode,链表,算法,职场和发展,linux

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

提示：

0 <= n <= 1000
-104 <= Node.val <= 104
Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

2.解题思路+代码实现

方法：迭代 + 节点拆分

思路及算法：

注意到方法一需要使用哈希表记录每一个节点对应新节点的创建情况，而我们可以使用一个小技巧来省去哈希表的空间。

我们首先将该链表中每一个节点拆分为两个相连的节点，例如对于链表A→B→C，我们可以将其拆分为 A→A′→B→B′→C→C′。对于任意一个原节点S，其拷贝节点S′即为其后继节点。

这样，我们可以直接找到每一个拷贝节点S′的随机指针应当指向的节点，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。

当我们完成了拷贝节点的随机指针的赋值，我们只需要将这个链表按照原节点与拷贝节点的种类进行拆分即可，只需要遍历一次。同样需要注意最后一个拷贝节点的后继节点为空，我们需要特别判断这种情况。

【LeetCode刷题日志】138.随机链表的复制,LeetCode 刷题日志,leetcode,链表,算法,职场和发展,linux

代码实现：

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    if (head == NULL) {
        return NULL;
    }
    for (struct Node* node = head; node != NULL; node = node->next->next) {
        struct Node* nodeNew = malloc(sizeof(struct Node));
        nodeNew->val = node->val;
        nodeNew->next = node->next;
        node->next = nodeNew;
    }
    for (struct Node* node = head; node != NULL; node = node->next->next) {
        struct Node* nodeNew = node->next;
        nodeNew->random = (node->random != NULL) ? node->random->next : NULL;
    }
    struct Node* headNew = head->next;
    for (struct Node* node = head; node != NULL; node = node->next) {
        struct Node* nodeNew = node->next;
        node->next = node->next->next;
        nodeNew->next = (nodeNew->next != NULL) ? nodeNew->next->next : NULL;
    }
    return headNew;
}

复杂度分析