劍指offer面試題26：複雜鏈表的複製

題目：請實現一個函數，複製一個複雜鏈表。

在複雜鏈表中，每一個結點除了有一個next指針指向下一個結點外，還有一個sibling指針指向鏈表中的任意結點或者nulL

直觀解法：

1.遍歷鏈表，複製鏈表節點，並鏈接next節點。2.遍歷鏈表，鏈接sibling節點。對於一個有n個節點的鏈表，因爲定位每一個節點的silbing節點都須要從鏈表的頭結點開始通過O(n)步才能實現，所以這種方法的時間複雜度是O(n2)

優化解法：上述方法的時間主要是用在了sibling節點的定位上，考慮優化此步驟。具體的作法是在複製節點的時候，把原節點N和複製出來的N'節點用一個map保存起來，這樣在第二部鏈接sibling結點的時候就能夠以O(1)的時間複雜度定位到相應的sibling節點，整體時間複雜度爲O(n)，空間複雜度也是O(n)

最優算法：

第一步：根據原始鏈表的每一個節點建立對應的複製結點，把複製結點鏈接在原結點的後面
第二步：設置複製出來的結點的任意結點sibling節點
第三步：把長鏈表拆分紅兩個鏈表

  1 package Solution;
  2 
  3 public class No26CopyComplexList {
  4 
  5     static class ComplexListNode{
  6         int value;
  7         ComplexListNode next;
  8         ComplexListNode sibling;
  9         public ComplexListNode(){
 10             
 11         }
 12         public ComplexListNode(int value,ComplexListNode next,ComplexListNode sibling){
 13             this.value=value;
 14             this.next=next;
 15             this.sibling=sibling;
 16         }
 17     }
 18     
 19     //把複雜鏈表中的全部結點進行復制，並鏈接在原結點的後面
 20     private static void cloneNode(ComplexListNode head){
 21         ComplexListNode node=head;
 22         while(node!=null){
 23             ComplexListNode clonedNode=new ComplexListNode();
 24             clonedNode.value=node.value;
 25             clonedNode.next=node.next;
 26             clonedNode.sibling=null;
 27             node.next=clonedNode;
 28             node=clonedNode.next;
 29         }
 30     }
 31     //設置複製的節點的指向任意結點的鏈接關係
 32     private static void connectSiblingNodes(ComplexListNode head){
 33         ComplexListNode node=head;
 34         while(node!=null){
 35             ComplexListNode clonedNode=node.next;
 36             if(node.sibling!=null){
 37                 clonedNode.sibling=node.sibling.next;
 38             }
 39             node=clonedNode.next;
 40         }
 41     }
 42     //把長鏈表拆分紅兩個單獨的鏈表，並返回複製後的鏈表的頭結點
 43     private static ComplexListNode reconnectNodes(ComplexListNode head){
 44         ComplexListNode node=head;
 45         ComplexListNode clonedHead=null;
 46         ComplexListNode clonedNode=null;
 47         if(node!=null){
 48             clonedHead=clonedNode=node.next;
 49             node.next=clonedNode.next;
 50             node=clonedNode.next;
 51         }
 52         while(node!=null){
 53             clonedNode.next=node.next;
 54             clonedNode=node.next;
 55             node.next=clonedNode.next;
 56             node=clonedNode.next;
 57         }
 58         return clonedHead;
 59     }
 60     public static ComplexListNode copyComplexList(ComplexListNode head){
 61         if(head==null)
 62             return null;
 63         cloneNode(head);
 64         connectSiblingNodes(head);
 65         return reconnectNodes(head);
 66     }
 67     
 68     public static void printComplexList(ComplexListNode head){
 69         ComplexListNode node=head;
 70         int  value=0;
 71         ComplexListNode next=null;
 72         ComplexListNode sibling=null;
 73         while(node!=null){
 74             value=node.value;
 75             next=node.next;
 76             sibling=node.sibling;
 77             StringBuilder sb=new StringBuilder("當前節點的值爲：").append(value);
 78             if(next!=null)
 79                 sb.append(",下一結點的值爲：").append(next.value);
 80             else
 81                 sb.append(",當前結點爲尾節點");
 82             if(sibling!=null)
 83                 sb.append(",指向任意結點的值爲：").append(sibling.value);
 84             else
 85                 sb.append(",沒有指向其餘結點的任意結點");
 86             System.out.println(sb.toString());    
 87             node=node.next;
 88         }
 89     }
 90     public static void main(String[] args) {
 91         ComplexListNode node1=new ComplexListNode();
 92         ComplexListNode node2=new ComplexListNode();
 93         ComplexListNode node3=new ComplexListNode();
 94         ComplexListNode node4=new ComplexListNode();
 95         ComplexListNode node5=new ComplexListNode();
 96         node1.value=1;
 97         node1.next=node2;
 98         node1.sibling=node3;
 99         node2.value=2;
100         node2.next=node3;
101         node2.sibling=node5;
102         node3.value=3;
103         node3.next=node4;
104         node3.sibling=null;
105         node4.value=4;
106         node4.next=node5;
107         node4.sibling=node2;
108         node5.value=5;
109         node5.next=null;
110         node5.sibling=null;
111         printComplexList(node1);
112         System.out.println("=========================開始複製============================");
113         printComplexList(copyComplexList(node1));
114     }
115 }