剑指offer-复杂链表的复制

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)

剑指offer-复杂链表的复制_第1张图片

分析

直接思路: 
第一步复制原始链表上的每一个节点,用next指针进行连接,这一步比较好处理;第二步设置每一个节点的random指针。假设原始链表中的某个节点N的随机指针random指向节点S,由于S位置的随机性,需要花费O(n)O(n)的时间遍历原始链表确定S的位置,然后random指向S,则全部设置完成花费时间为O(n2)O(n2)。

优化的思路:

剑指offer-复杂链表的复制_第2张图片

第一步复制链表。利用next指针复制原始链表,但是此时的复制策略为“间隔复制”,即每一个复制的节点N’链接在原始节点N后面。即:A->B->C 变成A->A’->B->B’->C->C’。

剑指offer-复杂链表的复制_第3张图片

第二步设置random指针。由于第一步的而间隔复制,则原始节点和复制节点之间的random指针指向的节点也是间隔相邻的关系。因此由原始节点N的random指针可以在O(1)O(1)时间内定位复制节点N’的random指针。

剑指offer-复杂链表的复制_第4张图片 

第三步分割链表。将长链表分割为两个链表,奇数位置的链表next连接为原始链表,偶数位置的链表next连接为复制链表,返回复制链表的头结点。

剑指offer-复杂链表的复制_第5张图片 

/*
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 pNode=pHead;
        //间隔复制链表
        while(pNode!=null){
            RandomListNode pCloned=new RandomListNode(pNode.label);
            pCloned.next=pNode.next;
            pNode.next=pCloned;
            pNode=pCloned.next;
        }
        //处理random指针
        pNode=pHead;
        while(pNode!=null){
           if(pNode.random!=null){
                pNode.next.random=pNode.random.next;
           }
                pNode=pNode.next.next;
        }
        //拆分链表
        pNode=pHead;
        RandomListNode pClonedHead=pNode.next;
        RandomListNode pClonedNode=pClonedHead;
        while(pNode!=null){
            pNode.next=pNode.next.next;
            if(pClonedNode.next!=null)
                pClonedNode.next=pClonedNode.next.next;
            pNode=pNode.next;
            pClonedNode=pClonedNode.next;
        }
        return pClonedHead;
      }
}

 

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