LeetCode Java刷题笔记—138. 复制带随机指针的链表

138. 复制带随机指针的链表

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。

中等难度，这道题与剑指 Offer 35. 复杂链表的复制是同一道题。要求对这个链表进行深拷贝，返回深拷贝后的链表头节点。可以使用HashMap存储新旧节点的映射关系，然后再依次设置引用关系即可，这种方法最简单：

/**
 * 使用hashmap存储对应的关系
 * 空间复杂度O(n)
 */
public Node copyRandomList(Node head) {
    if (head == null) {
        return head;
    }
    Node node = head;
    /*
     * 使用hash表存储旧结点和新结点的映射关系
     */
    Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
    while (node != null) {
        //新建节点，只填充值
        Node clone = new Node(node.val);
        map.put(node, clone);
        node = node.next;
    }
    /*
     * 进行引用的映射关联
     */
    node = head;
    while (node != null) {
        //新节点的next
        map.get(node).next = map.get(node.next);
        //新节点的random
        map.get(node).random = map.get(node.random);
        node = node.next;
    }
    return map.get(head);
}

上一种方法需要空间复杂度O(n)，因为借助了辅助结构，另一种方法是，新建克隆节点，然后放在原节点后面，然后调整复制节点的random指向，然后再分离新旧节点返回新节点组成的链表。这种方法的时间复杂度为O(1)。

/**
 * 不使用其它数据结构，将新的节点放在原节点后面，然后再分离
 * 空间复杂度O(1)
 */
public Node copyRandomList(Node head) {
    if (head == null) {
        return head;
    }
    Node node = head;
    //新建节点放在复制的节点后面
    while (node != null) {
        Node newNode = new Node(node.val);
        newNode.next = node.next;
        node.next = newNode;
        node = newNode.next;
    }
    node = head;
    //调整复制的节点的random的指向
    while (node != null) {
        node.next.random = (node.random != null) ? node.random.next : null;
        node = node.next.next;
    }
    node = head;
    //调整复制的节点的next的指向，分离链表
    Node newHead = head.next;
    while (node.next != null) {
        Node temp = node.next;
        node.next = node.next.next;
        node = temp;
    }
    return newHead;
}