【剑指offer】面试题35：复杂链表的复制（Java 实现）

请实现函数ComplexListNode* Clone(ComplexListNode * pHead),复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个结点除了有一个m_pNext指针指向下一个结点外，还有一个m_pSibling指向链表中的任意结点或者NULL。结点的C++定义如下：

struct ComplexListNode{
    int m_nValue;
    ComplexListNode* m_pNext;
    ComplexListNode* m_pSibling;
};

上图是一个含有5个结点的复杂链表。图中实线箭头表示m_pNext指针，虚线箭头表示m_pSibling指针。为了简单起见，指向NULL的指针没有画出。
思路：

第一步制原始链表上的每个结点N创建N'，然后把这些创建出来的结点用m_pNext链接起来。同时我们把的配对信息放到一个哈希表中。第二步还是设置复制链表上的每个结点的m_pSibling。如果在原始链表中结点N的m_pSibling指向结点S，那么在复制链表中，对应的N'应该指向S'。由于有了哈希表，我们可以在O(1)的时间根据S找到S’。这种是以O(n)的空间换来了O（n）的时间复杂度。
 

代码：

package offer;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

class ComplexList
{
    char val;
    ComplexList next = null;
    ComplexList extend = null;
    ComplexList(char val)
    {
        this.val = val;
    }
}
public class ti35 {
    static ComplexList CloneComplexList(ComplexList head)
    {
        Map map = new HashMap();
        ComplexList CloneNode = new ComplexList('a');
        if(head!=null)
        {
            CloneNode = head;
            map.put(head,CloneNode);
        }
        ComplexList CloneHead = CloneNode;
        while(head.next!=null)
        {
            head = head.next;
            CloneNode = CloneNode.next;
            map.put(head, CloneNode);
        }
        CloneNode = CloneHead;
        while(CloneNode.next!=null)
        {
            CloneNode.extend = map.get(CloneNode.extend);
            CloneNode = CloneNode.next;
        }
        return CloneHead;
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        ComplexList a = new ComplexList('A');
        ComplexList b = new ComplexList('B');
        ComplexList c = new ComplexList('C');
        ComplexList d = new ComplexList('D');
        ComplexList e = new ComplexList('E');
        a.next = b;
        b.next = c;
        c.next = d;
        d.next = e;
        b.extend = e;
        a.extend = c;
        d.extend = b;
        ComplexList result = CloneComplexList(a);
        while(result.next!=null)
        {
            System.out.print(result.val+" "+result.next.val+" ");
            if(result.extend!=null)
            {
                System.out.println(result.extend.val);
            }
            else
            {
                System.out.println();
            }
            result = result.next;
        }
    }
}
不使用辅助空间

代码：

static ComplexList CloneComplexList2(ComplexList head)
    {
        if(head==null)
        {
            return head;
        }
        ComplexList p = head;//记录原来链表的头结点
        while(head.next!=null)
        {
            ComplexList x = new ComplexList(head.val);
            x.next = head.next;
            head.next = x;
            head = x.next;
        }
        ComplexList x = new ComplexList(head.val);
        head.next = x;
        head = p;
        while(head.next.next!=null)
        {
            if(head.extend!=null)
            head.next.extend = head.extend.next;
            head = head.next.next;
            
        }
        head = p;
        ComplexList q = head.next,result;//记录克隆链表的头结点
        result = q;
        //System.out.println(q.val+" "+q.next.val);
        while(q.next!=null&&q.next.next!=null)
        {
            //System.out.println(q.val+" "+q.next.val);
            q.next = q.next.next;
            q = q.next;
        }
        return result;
    }