LeetCode-Python-133. 克隆图

给定无向连通图中一个节点的引用，返回该图的深拷贝（克隆）。图中的每个节点都包含它的值 val（Int） 和其邻居的列表（list[Node]）。

示例：

输入：
{"$id":"1","neighbors":[{"$id":"2","neighbors":[{"$ref":"1"},{"$id":"3","neighbors":[{"$ref":"2"},{"$id":"4","neighbors":[{"$ref":"3"},{"$ref":"1"}],"val":4}],"val":3}],"val":2},{"$ref":"4"}],"val":1}

解释：
节点 1 的值是 1，它有两个邻居：节点 2 和 4 。
节点 2 的值是 2，它有两个邻居：节点 1 和 3 。
节点 3 的值是 3，它有两个邻居：节点 2 和 4 。
节点 4 的值是 4，它有两个邻居：节点 1 和 3 。
 

提示：

节点数介于 1 到 100 之间。
无向图是一个简单图，这意味着图中没有重复的边，也没有自环。
由于图是无向的，如果节点 p 是节点 q 的邻居，那么节点 q 也必须是节点 p 的邻居。
必须将给定节点的拷贝作为对克隆图的引用返回。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/clone-graph
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思路：

图的遍历BFS + 哈希表解题。

利用一个哈希表mapping记录所有的节点和它的copy的关系。

时间复杂度：O（N）

空间复杂度：O（N）

"""
# Definition for a Node.
class Node(object):
    def __init__(self, val, neighbors):
        self.val = val
        self.neighbors = neighbors
"""
class Solution(object):
    def cloneGraph(self, node):
        """
        :type node: Node
        :rtype: Node
        """
        from collections import defaultdict, deque
        mapping = dict() # key is the original node, value is its copy
        
        queue = deque([node])
        visited = set()
        visited.add(node)
        while queue:
            cur = queue.popleft()
            visited.add(cur)

            copy = Node(cur.val, [])
            mapping[cur] = copy
            for neigh in cur.neighbors:
                if neigh not in visited:
                    queue.append(neigh)
                    
        for cur, copy in mapping.items():
            for each in cur.neighbors:
                copy.neighbors.append(mapping[each])
        return mapping[node]