复制带随机指针的链表【构造链表深拷贝】

复制带随机指针的链表 

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复制带随机指针的链表 

链表复制要求

解题思路

1、拷贝所有节点，并放在对应原节点的后面

2.将每个 random 指向对应的位置。

3.将复制的链表解下来，尾插到一起，并将原链表恢复

源码

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  先导知识点：单链表 

复制带随机指针链表的要求

  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 。

  要求：时间复杂度O(N)，空间复杂度O(1)

  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 ，即每个节点的相对位置是一样的。

val 是一个整数

next 指向下一个节点

random 指向任意一个节点 

  例如下面的链表，这个链表复制得到的链表除了每个节点的地址与此链表不同，其他部分必须与这个链表完全相同。

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]]

解题思路

  此题对时间复杂度和空间复杂度都有了限制，因此不能采用暴力求解的方式。

  难点：节点的 random 指针是指向随机的节点，不能使用传统思维模式，所以原始的拷贝链表的方法如果用在这里的话，可能无法处理后续问题。

  对于此题采用的方法如下：

• 拷贝所有节点，放在对应原节点的后面。
• 将每个 random 指向对应的位置。
• 将复制的链表解下来，尾插到一起，并将原链表恢复。

  每个阶段使用完 cur 都要记得将 cur 置为 head 。

1、拷贝所有节点，并放在对应原节点的后面

每次开辟节点复制并直接尾插在原节点后面即可。

2.将每个 random 指向对应的位置。

  当将每个节点的复制节点尾插在原节点的后面之后，那么原节点的 random指向的位置的下一个节点，就是复制后节点的 random 指针要指向的位置。

3.将复制的链表解下来，尾插到一起，并将原链表恢复

先将复制的链表解下来

  定义两个链表 copyhead copytail，copyhead 记录新链表的头节点，copytail 负责维护新节点尾插。用copytail 维护尾插的好处是不用每次循环找尾，只需要每次 copytail 后移即可。

然后再将原链表恢复，恢原链表只需要将链表的 next 指向下一个next就可以了。

源码

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    struct Node* cur = head;
    while (cur != NULL)
    {
        struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        struct Node* next = cur->next; 
        copy->val = cur->val;
        cur->next = copy;
        copy->next = next;
        cur = next; 
    }
    cur = head;
    while (cur != NULL)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        if (cur->random == NULL)
            copy->random = NULL;
        else
        {
            copy->random = cur->random->next;
        }
        cur = copy->next;
    }
    cur = head;
    struct Node* copyhead = NULL, * copytail = NULL;
    while (cur != NULL)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        struct Node* next = copy->next;
        if (copytail == NULL)
        {
            copyhead = copytail = copy;
        }
        else
        {
            copytail->next = copy;
            copytail = copytail->next;
        }
        cur->next = next;
        cur = next;
    }
    return copyhead;
}

这段代码是力扣的核心代码模式，返回复制成功的链表头节点即可。