Leetcode-每日一题【138.复制带随机指针的链表】

题目

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。

解题思路

前置知识

Map

Map集合存储元素是成对出现的，Map集合的键是唯一的，每个键最多只能映射到一个值。 不同键映射的值是可重复的。

注意：Map集合的数据结构是针对键有效，跟值无关。而Collection集合的数据结构是针对元素有效。

Map集合的功能概述
1: 添加功能
V put(K key,V value)：添加元素。
如果键是第一次存储，就直接存储元素，返回null；
如果键不是第一次存储，就用值把以前的值替换掉，返回以前的值。
2: 删除功能
void clear()：移除所有的键值对元素。
V remove(Object key)：根据键删除键值对元素，并把值返回。
3: 判断功能
boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键
boolean containsValue(Object value)：判断集合是否包含指定的值
boolean isEmpty()：判断集合是否为空
4: 获取功能
Set keySet()：获取集合中所有键的集合
V get(Object key)：根据键获取值
Set> entrySet()：获取所有键值对对象的集合
Collection values()：获取集合中所有值的集合
5: 长度功能
int size()：返回集合中的键值对的总数

1.题目要求我们做深拷贝，也就是返回复制后的链表，但是链表中存在一个random指针指向随意的节点，所以我们并不能按顺序去复制链表，因为random指针可能会指向我们还未复制的节点，这个时候我们就要采用hashMap来辅助我们解决这个问题

2.首先我们创建一个hashMap来存放（原节点，新节点），然后我们利用for循环每次循环时创建一个新节点，让它的值等于原节点，然后将他俩一起放入hashMap中

3.我们再次使用for循环对哈市Map进行遍历，令新节点的next值等于原节点的next值（ nodeMap.get(x).next = nodeMap.get(x.next)），以及令新节点的random值等于新节点的random值（nodeMap.get(x).random = nodeMap.get(x.random)），最后我们返回新链表的头节点即可（ return nodeMap.get(head)）

代码实现

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        //边界
        if (head == null){
            return null;
        }
        //遍历原链表，构造新链表的节点，存储在Map中
        //Map<原链表节点，新链表节点>
        //原1 => 新1
        Map nodeMap = new HashMap<>();
        for (Node x = head ; x != null; x = x.next){
            //构造新链表的节点
            Node node = new Node(x.val);
            nodeMap.put(x,node);
        }
        //对新链表进行链接操作
        //原1.next和新1.next一一对应
        //原1.random和新1.random一一对应
        //原1.next = 原3 => 新1.next = 新3（这个地址就可以根据原3来取得）
        for (Node x = head; x != null; x = x.next){
            //新链表的random和next和原链表一一对应
            //对于Map来说，key都是原链表的节点
            //原1.next = 原3
            nodeMap.get(x).next = nodeMap.get(x.next);
            //原1.random = 原5
            nodeMap.get(x).random = nodeMap.get(x.random);
        }
        //返回新链表的头节点，就是原链表的head的映射
        return nodeMap.get(head);
    }
}

测试结果