(链表) 剑指 Offer 35. 复杂链表的复制 ——【Leetcode每日一题】

❓ 剑指 Offer 35. 复杂链表的复制

难度：中等

请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。

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]]

示例 4：

输入：head = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

提示：

• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。
• 节点数目不超过 1000 。

注意：本题与 138. 复制带随机指针的链表 相同。

思路：迭代 + 节点拆分

例如：

第一步，在每个节点的后面插入复制的节点

第二步，对复制节点的 random 链接进行赋值。

第三步，拆分。

代码：(C++、Java)

C++

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;
    
    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if(head == nullptr) return nullptr;
        //第一步，复制
        Node* cur = head;
        while(cur != nullptr){
            Node* node = new Node(cur->val);
            node->next = cur->next;
            cur->next = node;
            cur = node->next;
        }
        //第二步，对random赋值
        cur = head;
        while(cur != nullptr){
            cur->next->random = cur->random == nullptr ? nullptr : cur->random->next;
            cur = cur->next->next;
        }
        //第三步，拆分
        cur = head;
        Node* newHead = head->next;
        while(cur->next != nullptr ){
            Node* temp = cur->next;
            cur->next = temp->next;
            cur = temp;
        }
        return newHead;
    }
};

Java

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

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
*/
class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        if(head == null) return null;
        //第一步，复制
        Node cur = head;
        while(cur != null){
            Node node = new Node(cur.val);
            node.next = cur.next;
            cur.next = node;
            cur = node.next;
        }
        //第二步，对random赋值
        cur = head;
        while(cur != null){
            cur.next.random = cur.random == null ? null : cur.random.next;
            cur = cur.next.next;
        }
        //第三步，拆分
        cur = head;
        Node newHead = head.next;
        while(cur.next != null){
            Node temp = cur.next;
            cur.next = temp.next;
            cur = temp;
        }
        return newHead;
    }
}

运行结果：

复杂度分析：

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 n 是链表的长度。我们只需要遍历该链表三次。
• 空间复杂度：$O(1)$。

题目来源：力扣。

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