剑指Offer(26)-复杂链表的复制

题目：

输入一个复杂链表（每个节点中有节点值，以及两个指针，一个指向下一个节点，另一个特殊指针指向任意一个节点），返回结果为复制后复杂链表的head。（注意，输出结果中请不要返回参数中的节点引用，否则判题程序会直接返回空）

思路：

这道题难点主要在于random结点的复制上，因为random结点可能指向已经copy的前端结点，也有可能指向还未copy的后端结点。因此，如果我们想要处理random结点的问题，必须先将整条链按照next结点copy一次。
下来处理random结点问题，如果copy的结点单独成链，我们去寻找其random结点，就必须去遍历来结点，这样时间复杂度为O(n^2)。
或者说我们采用HashMap的数据结构，键为原结点，值为copy结点。当我们遍历集合时，就能很快的根据key值找到对应的random。
上面时间复杂度为O(N)，但是依然不是最完美的解法，因为其占用了O(N)空间。我们可以找到一个规律，那就是只要我们能根据旧的结点快速找到新的结点，那么我们就能很快对random进行链接。因此，我们采用老结点后面链接新结点的方式。这样老结点永远处于奇数，copy结点永远处于偶数位。当我们进行random时，我们根据老结点的random可以清楚的找到新结点的random，因为其就在老结点random的next.

代码实现一：集合实现：

/*
public class RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode next = null;
    RandomListNode random = null;

    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}
*/
import java.util.HashMap;
public class Solution {
    public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead)
    {
        if(pHead==null){
            return null;
        }
        RandomListNode cur=pHead;
        RandomListNode head=new RandomListNode(-1);
        RandomListNode pre=head;
        HashMap<RandomListNode,RandomListNode> map=new HashMap();
        while(cur!=null){
            RandomListNode tmp=new RandomListNode(cur.label);
            map.put(cur,tmp);
            pre.next=tmp;
            pre=pre.next;
            cur=cur.next;
        }
        cur=pHead;
        //遍历map集合
        while(cur!=null){
            map.get(cur).random=cur.random==null?null:map.get(cur.random);
            cur=cur.next;
        }
        return head.next;
    }
}

代码实现二：新老结点同一条链。

/*
public class RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode next = null;
    RandomListNode random = null;

    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}
*/
public class Solution {
    public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead)
    {
        if(pHead==null){
            return null;
        }
        RandomListNode cur=pHead;
        while(cur!=null){
            RandomListNode tmp=new RandomListNode(cur.label);
            tmp.next=cur.next;//连接后面
            cur.next=tmp;//连接前面
            cur=tmp.next;//得到下一个cur值
        }
        cur=pHead;
        //此时链为偶数链，不需要判断cue.next!=null
        while(cur!=null){ 
            //将老链表的random的下一届结点赋值给当前
            cur.next.random=cur.random==null?null:cur.random.next;
            cur=cur.next.next;
        }
        RandomListNode head=new RandomListNode(-1);
        RandomListNode pre=head;
        cur=pHead;
        //此时链为偶数链，cur一直为奇数结点，不需要判断cue.next!=null
        while(cur!=null){
            pre.next=cur.next;
            pre=pre.next;
            cur.next=cur.next.next;
            cur=cur.next;
        }
        return head.next;
    }
}