剑指offer面试题26:复杂链表的复制Java实现

题目描述：

一个复杂链表，在复杂链表中，每个结点除了有一个next指针指向下一个结点外，还有一个sbiling指向链表中的任意结点或者null。

下图是一个复杂链表的示例，Null的指针没有画出。 

解题思路：

1.很直观的解法就是分成两步：

1).原始链表上的每一个结点，并用next指针连起来。 
       2).sbiling指针。 
       但是sbiling指针时需要比较高的复杂度。 
       以上图为例，如果我们要B对应B’的的sbiling指针，那就是要找到E’，想要找到E’只能根据 B到E要走的步数 = B’到E’要        走的步数 然而又如D.sbiling = B，指向的结点在它的前面，而链表并没有指向前一个元素的指针，所以，每次都只能根据从链        表头结点到目标的结点的步数来找到sbiling应该指向的元素。 这种方法显然效率太低，时间复杂度达到了O(n*n)。

2.书中提到了利用哈希表存储(N, N’)的配对信息的方法

这是一个在时间上很高效的方法，在查找上，利用哈希表的高效性。但是缺点在于要用额外的空间。

3.更为高效的一种不利用辅助空间的方法

这个方法的巧妙之处在于利用链表结点本身记录sbiling指针的位置。 
       分成三个步骤 
       1).根据原始链表的每个结点N创建对应的N’，并把N’连在N的后面。 
       如下图： 

2)看到上图我们就应该知道这个算法的巧妙之处了，B’.sbiling就记录在B.sbiling.next，这一步就是通过这个方法设置sbiling指针了。

3).将两个链表断开。

代码如下：

public class CopyComplexListTest {

    static class Node{
        int value;
        Node next;
        Node sbiling;

        @Override
        public String toString() {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append("value = " + value);
            sb.append(", next = " + (next == null ? "null" : next.value));
            sb.append(", sbiling = " + (sbiling == null ? "null" : sbiling.value));
            return sb.toString();
        }

    }

    public static void copyList(Node head){

        Node node = head;
        while(node != null){

            Node copyNode = new Node();
            copyNode.value = node.value;
            copyNode.next = node.next;
            copyNode.sbiling = null;

            node.next = copyNode;
            node = copyNode.next;
        }


    }

    public static void setSbiling(Node head){
        Node node = head;
        while(node != null){
            Node copyNode = node.next;
            if(node.sbiling != null){
                copyNode.sbiling = node.sbiling.next;
            }
            node = copyNode.next;
        }
    }

    public static Node disConnectList(Node head){
        Node node = head;
        Node copyHead = null;
        Node copyNode = null;

        if(node != null){
            copyHead = node.next;
            copyNode = node.next;
            node.next = copyNode.next;
            node = node.next;
        }

        while(node != null){

            copyNode.next = node.next;
            copyNode = copyNode.next;

            node.next = copyNode.next;
            node = node.next;
        }

        return copyHead;
    }

    public static Node copy(Node head){
        copyList(head);
        setSbiling(head);
        return disConnectList(head);
    }

    public static void main(String[] args) {

        Node head = new Node();
        head.value = 1;

        Node node2 = new Node();
        node2.value = 2;

        Node node3 = new Node();
        node3.value = 3;

        Node node4 = new Node();
        node4.value = 4;

        Node node5 = new Node();
        node5.value = 5;

        head.next = node2;
        head.sbiling = node3;

        node2.next = node3;
        node2.sbiling = node5;

        node3.next = node4;

        node4.next = node5;
        node4.sbiling = node2;

        Node copyHead = copy(head);

        Node node = copyHead;
        while(node != null){
            System.out.println(node);
            node = node.next;
        }

    }

}