有隨機指針的鏈表複製

原題

　　A linked list is given such that each node contains an additional random pointer which could point to any node in the list or null.
　　Return a deep copy of the list.

題目大意

　　一個單鏈表包含一個指向任意結點或者null的結點指針，返回這個鏈表的深拷貝

解題思路

　　第一步：複製結點，複製的結點放在待複製的結點後，依然組成一個單鏈表
　　第二步：串接隨機指針
　　第三步：鏈表拆分。拆成原鏈和複製鏈

代碼實現

結點類

class RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode next, random;
    RandomListNode(int x) { this.label = x; }
};

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算法實現類

public class Solution {

    public RandomListNode copyRandomList(RandomListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }

        copyNode(head);
        linkRandomPointer(head);

        return splitList(head);
    }

    /**
     * 複製結點，複製的結點放在待複製的結點後，依然組成一個單鏈表
     *
     * @param head 鏈表頭
     */
    public void copyNode(RandomListNode head) {
        // 記錄當前要被複制的縝
        RandomListNode node = head;
        while (node != null) {
            // 複製一個新的結點
            RandomListNode copyNode = new RandomListNode(node.label);
            // 將結點串接到被複制的結點後，而且依然組成單鏈表
            copyNode.next = node.next;
            node.next = copyNode;
            node = copyNode.next;
        }
    }

    /**
     * 串接隨機指針
     *
     * @param head 鏈表頭
     */
    public void linkRandomPointer(RandomListNode head) {
        // 記錄當前要被複制的縝
        RandomListNode node = head;
        while (node != null) {
            // 隨機指針有指向某個具體的結點
            if (node.random != null) {
                // 串接node被複制結點的隨機指針
                node.next.random = node.random.next;
            }

            // 指向下一個被複制的結點
            node = node.next.next;
        }
    }

    /**
     * 將鏈表拆分，還原原來的鏈表，而且組裝拷貝的鏈表
     *
     * @param head 鏈表頭
     * @return 拷貝的新鏈表頭
     */
    public RandomListNode splitList(RandomListNode head) {
        // 新鏈表頭
        RandomListNode copyHead = head.next;
        // 當前處理的被複制的結點
        RandomListNode node = head;
        // 當前複製的結點
        RandomListNode copy;

        while (node != null){
            // 指向複製結點
            copy = node.next;

            // node.next指向下一個被複制的結點
            node.next = copy.next;

            // 下一個被複制的結點不爲null
            if (node.next != null) {
                // copy.next指向下一個複製的結點
                copy.next = node.next.next;
            }

            // node指向下一個要被處理的被複制結點
            node = node.next;
        }
        return copyHead;
    }
}