leetcode：图解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]]
• 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。

题解

以以下链表为例：

1. copyNode
   对原有节点进行copy，形成一个新的链表：
   

public void copyHead(Node head){
       Node current = head;
       while(current!=null){
           Node next = current.next;
           Node copy = new Node(current.val);
           copy.next = next;
           current.next = copy;
           current = next;
       }
    }

2. copyRandom
   对random的连接进行copy，则copy节点1指向copy节点4
   

public void copyRandom(Node head){
        Node current = head;
        while(current!=null&&current.next!=null){
            if(current.random!=null){
                current.next.random = current.random.next;
            }
            current = current.next.next;
        }
    }

3. split
   将原有链表和目标链表进行拆分，返回copy的链表即可。
   

public Node split(Node head){
        Node result = head.next;
        Node current = head;
        while(current!=null&&current.next!=null){
            Node node = current.next;
            current.next = node.next;
            current = node;
        }
        return result;
    }

完整代码

/*
// 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 head;
        }
        copyHead(head);
        copyRandom(head);
        return split(head);
    }
    public void copyHead(Node head){
       Node current = head;
       while(current!=null){
           Node next = current.next;
           Node copy = new Node(current.val);
           copy.next = next;
           current.next = copy;
           current = next;
       }
    }
    public void copyRandom(Node head){
        Node current = head;
        while(current!=null&&current.next!=null){
            if(current.random!=null){
                current.next.random = current.random.next;
            }
            current = current.next.next;
        }
    }
    public Node split(Node head){
        Node result = head.next;
        Node current = head;
        while(current!=null&&current.next!=null){
            Node node = current.next;
            current.next = node.next;
            current = node;
        }
        return result;
    }
}