【力扣经典题目】复制带随机指针的链表，穿插链表法

题目描述：

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

• val：一个表示 Node.val 的整数。
• random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为  null 。

你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例 1：

输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例 2：

输入：head = [[1,1],[2,1]]
输出：[[1,1],[2,1]]

示例 3：

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

提示：

• 0 <= n <= 1000
• -104 <= Node.val <= 104
• Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

代码格式：

/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) 
{
   //write code here
}

题解：

所谓穿插链表法，就是在原链表的基础上按需求插入新的节点构成新链表，然后再根据题目要求对新链表进行操作，包括拆分、排序等。

本题就可以利用穿插链表法，先在原链表每个节点后面插入一个新的拷贝节点，即其val和next的值都赋值的与原节点相同，然后通过迭代对每个拷贝节点的随机指针进行赋值，其值为指向原节点随即指针的新节点。最后分别断开为原链表和新链表即可。确实有点绕，不过下面有图，我相信你看一下就明白了。

先构造新链表：

例如对于链表 A→B→C，我们可以将其拆分为 A→A′→B→B′→C→C′
 

 然后通过迭代赋值每个拷贝节点的随机指针。

 

最后断开为原链表和新链表。

 代码如下：

/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) 
{
    if(head==NULL)
        return NULL;
    //创建穿插链表
	for(struct Node* cur=head;cur;cur=cur->next->next)
    {
        struct Node* newnode= (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        newnode->val=cur->val;
        newnode->next=cur->next;
        cur->next=newnode;
    }
    //给拷贝链表的random赋值
    for(struct Node* cur=head;cur;cur=cur->next->next)
    {
        if(cur->random!=NULL)
            cur->next->random=cur->random->next;
        else
            cur->next->random=NULL;
    }
    //切断穿插链表为原链表和新链表
    struct Node* newhead = head->next;
    for(struct Node* cur=head;cur;cur=cur->next)
    {
        struct Node* newnode = cur->next;//记录一下，以防丢失
        cur->next=newnode->next;//先连接原链表
        newnode->next=newnode->next!=NULL?newnode->next->next:NULL;
 
    }
    return newhead;
}