复制带随机指针的链表

题目

复制带随机指针的链表

题目要求

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示例

解答

方法一、

暴力算法

实现思路

先创建一个新链表，该链表与原链表的长度一致，然后依次遍历原链表的结点，每遍历一个结点时，再次遍历一遍原链表，记录该结点的random指针指向的结点距离原链表的头结点的距离，然后遍历新链表，将新链表当前结点的random指针也指向距离新链表头结点同样距离的结点。

时间复杂度和空间复杂度

时间复杂度：O(N^2)
空间复杂度：O(N)

代码

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    //当head为NULL时，直接返回NULL
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
	struct Node* curr = head;
    int len = 0;
    while(curr!=NULL)
    {
        len++;
        curr=curr->next;
    }
    struct Node* newHead = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    curr = newHead;
    //当head为NULL时，此时len为0，--len为-1，所以会陷入死循环
    while(--len)
    {
        struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        curr->next = newNode;
        curr=curr->next;
    }
    curr->next=NULL;
    struct Node* currold = head;
    struct Node* currnew = newHead;
    while(currold!=NULL)
    {
        int k = 0;
        struct Node* tmp = head;
        while(currold->random!=tmp)
        {
            k++;
            tmp=tmp->next;
        }
        struct Node* tmpnew = newHead;
        while(k)
        {
            tmpnew=tmpnew->next;
            k--;
        }
        currnew->random=tmpnew;
        currnew->val=currold->val;
        currold=currold->next;
        currnew=currnew->next;
    }
    return newHead;
}

方法二、

链表结合再拆分法

实现思路

先将原链表的每一个结点后面都新插入一个结点，然后将原链表结点的值都拷贝到原链表结点的下一个结点中去。

此时获得一个长度翻倍的链表，并且该链表的原结点的next结点都是新插入的结点，从head开始遍历这个链表，使用curr指针来记录原来结点，然后将curr的下一个结点，即新插入结点的random指向curr结点的random的下一个结点，因为curr的random指向的是原来的结点，所以新结点的random指向的也是新结点。然后再将新结点从该链表中去掉，采用尾插法再形成一个新链表，并且返回该新链表的头结点。

时间复杂度和空间复杂度

时间复杂度：O(N)
空间复杂度：O(N)

代码

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
	struct Node* curr = head;
    while(curr!=NULL)
    {
        struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        newNode->val=curr->val;
        newNode->next=curr->next;
        curr->next=newNode;
        curr=newNode->next;
    }
    curr=head;
    while(curr)
    {
        struct Node* copy = curr->next;
        if(curr->random!=NULL)
        {
            copy->random=curr->random->next;
        }
        else
        {
            copy->random=NULL;
        }
        curr=copy->next;
    }
    curr=head;
    struct Node* newHead = head->next;
    while(curr!=NULL)
    {
        struct Node* copy = curr->next;
        curr->next=copy->next;
        if(copy->next!=NULL)
        {
            copy->next=copy->next->next;
        }
        curr=curr->next;
    }
    return newHead;
}