一起学习LeetCode热题100道（32/100）

32.随机链表的复制(学习)

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。

解析：
一、在原节点后插入拷贝节点
遍历原链表，并在每个原节点后面插入一个新的拷贝节点。新节点的val与原节点相同，next和random暂时为空。此时，链表变成了原节点 -> 拷贝节点 -> 原节点 -> 拷贝节点 -> …的形式。

二、设置拷贝节点的random指针
再次遍历链表，但这次是两个节点（一个原节点，一个拷贝节点）作为一组一起遍历。对于每组中的拷贝节点，如果原节点的random不是空，则将拷贝节点的random指针指向原节点random的下一个节点（即对应的拷贝节点）。

三、拆分链表
最后，我们需要将原链表和拷贝链表拆分。创建一个哑节点dummy来辅助构建新的链表。然后，再次遍历链表，但这次是将原链表的next指针恢复（即指向下一个原节点），并将拷贝节点链接到新的链表上。

四、返回值
最后，返回哑节点的next，即新链表的头节点。

var copyRandomList = function(head) {
    if (!head) return null;  
  
    // 第一次遍历：在原节点后复制新节点  
    let curr = head;  
    while (curr) {  
        const newNode = new Node(curr.val, null, null);  
        newNode.next = curr.next;  
        curr.next = newNode;  
        curr = newNode.next;  
    }  
  
    // 第二次遍历：设置复制节点的random指针  
    curr = head;  
    while (curr) {  
        if (curr.random) {  
            curr.next.random = curr.random.next;  
        }  
        curr = curr.next.next;  
    }  
  
    // 第三次遍历：拆分链表，得到复制后的链表  
    let dummy = new Node(0); // 创建一个哑节点  
    let currCopy = dummy;  
    curr = head;  
    while (curr) {  
        currCopy.next = curr.next; // curr.next 现在是复制的节点  
        curr.next = curr.next.next; // 恢复原链表的next指针  
        currCopy = currCopy.next;  
        curr = curr.next;  
    }  
  
    return dummy.next; // 返回复制链表的头节点  
};