LeetCode-复制带随机指针的链表

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。

图示：

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]

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目录

1.解题思路 

1.1思路1：

1.2思路2 ：

2.软件编程 

2.1拷贝节点，链接进原节点

2.2处理random节点 

 2.3深度拷贝

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1.解题思路 

1.1思路1：

第一步：首先通过便利的方法，将每个节点拷贝一份，且next指针明确。如下图示：

第二步：处理random指针， 首先需要明确的是我们是对原链表进行的拷贝，新链表和原链表已经没有联系，我们不可以通过原链表的指针去寻找random指向，更不可能通过数值去寻找random指向，如果有相同值得节点，random该指向谁呢？如下图所示：

 所以，靠数值寻找random指向是不合理的，会出现重复值得情况，导致指向出问题。

第三步：我们通过相对位置，去寻找random指向，譬如头结点是位置0，依次是1、2、3、等，当我们寻找13指向就是相对头结点偏移零个位置，11的random指向就是相对头结点 偏移4个位置。

这个方法虽然能实现深层拷贝，但是时间复杂度是O()。

1.2思路2 ：

 第一步：在原链表的基础上，新增跟原链表相同的节点，并插入到对应数值得节点之后，

如下图所示：

 

第二步：处理random节点，当我们复制新的节点在对应节点之后，新节点的random 就是原节点random 的拷贝也就是next，图示如下：

第三步: 深度拷贝

我们需要将拷贝好的节点，取下来重新next指向完成深度拷贝，然后恢复原节点指向，图解如下：

2.软件编程 

2.1拷贝节点，链接进原节点

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    //插入拷贝的节点，链接进原链表
    struct Node* cur = head;//定义遍历节点
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));//复制节点堆上申请
        struct Node* next = cur->next;//记录下一个节点指向
        if(copy == NULL)
        {
            perror("malloc:fail");
            exit(-1);

        }
        copy->val = cur->val;
      
        cur->next = copy;
        copy->next = next;
        cur = next;
    }

2.2处理random节点 

    //处理随机节点指向
    cur = head;
    while(cur)
    {
      struct Node* copy = cur->next;
      if(cur->random == NULL)
      {
          copy->random = NULL;
      }
      else
      {
          copy->random = cur->random->next;
      }
      cur = copy->next;
    }

 2.3深度拷贝

 

    //深度拷贝

     struct Node*copyhead = NULL,*copytail = NULL;
      cur = head;
     
      while(cur)
      {
           struct Node *copy = cur->next;
           struct Node *next = copy->next;
          if(copyhead == NULL)
          {
              copyhead = copytail = cur->next;
          }
          else
          {
               copytail->next = copy;
             copytail = copytail->next;
          }
         
          cur->next = next;
          cur = next;
      }

return copyhead;