leetcode138. Copy List with Random Pointer

題目要求

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.

假設存在這樣一個鏈表，在鏈表的每個節點中，除了記錄了自身值和指向下一個節點的指針，還有一個隨機指針指向鏈表中任意一個節點。如今要求深度複製這份鏈表，在不改變原鏈表內容的狀況下，建立一組新的對象，該組對象中的值和原鏈表中的值相同。

思路一：map

由於任意節點指針的值在一遍遍歷中是沒法複製的。因此咱們能夠基本肯定至少須要兩次遍歷纔可以充分的複製鏈表。那麼在第一次遍歷的時候，咱們採用什麼樣的數據結構來記錄第一次遍歷的值呢？最直觀的思路是使用map，第一次遍歷時咱們訪問next指針，將當前對象和當前對象的複製對象做爲key-value值存入map中。第二次遍歷時，咱們能夠一邊調整複製對象的next指針，一邊調整複製對象的random指針，這兩個指針指向的都將是map中源對象的複製對象。因此能夠在兩次遍歷後完成任務。

public RandomListNode copyRandomList(RandomListNode head) {
        if(head==null) return null;
        Map<RandomListNode, RandomListNode> map = new HashMap<RandomListNode, RandomListNode>();
        RandomListNode temp = head;
        while(temp!=null){
            map.put(temp, new RandomListNode(temp.label));
            temp = temp.next;
        }
        
        temp = head;
        while(temp!=null){
            RandomListNode cur = map.get(temp);
            cur.next = map.get(temp.next);
            cur.random = map.get(temp.random);
            temp = temp.next;
        }
        return map.get(head);
    }

思路二：利用鏈表的特性

那麼咱們有沒有可能在不使用map的狀況下經過舊節點實現對新節點的檢索？答案是確定的。咱們能夠充分利用鏈表的特性來保存對新的複製節點的指針。第一圈遍歷時，咱們能夠將複製的節點插入至被複制的節點的後面。這樣咱們就能夠經過舊節點的next值找到新節點。在第二圈遍歷的時候，咱們能夠依次更新複製節點的random指針，將其指向新的複製節點。最後一圈遍歷，咱們調整next指針，恢復原鏈表和塑造新鏈表。

public RandomListNode copyRandomList2(RandomListNode head) {
        if(head==null) return null;
        RandomListNode current = head, copyHead = null, copyCurrent = null;
        
        while(current!=null){
            RandomListNode temp = new RandomListNode(current.label);
            temp.next = current.next;
            current.next = temp;
            current = current.next.next;
        }
        
        current = head;
        while(current!=null){
            if(current.random!=null){
                current.next.random = current.random.next;
            }
            current = current.next.next;
        }
        
        current = head;
        copyCurrent = copyHead = head.next;
        head.next = head.next.next;
        while(current != null){
            current.next = current.next.next;
            copyCurrent.next = copyCurrent.next.next;
            copyCurrent = copyCurrent.next;
            current = current.next;
        }
        return copyHead;
    }

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