【数据结构】链表OJ面试题5《链表的深度拷贝》(题库+解析)

1.前言

前五题在这http://t.csdnimg.cn/UeggB

后三题在这http://t.csdnimg.cn/gbohQ

给定一个链表，判断链表中是否有环。http://t.csdnimg.cn/Rcdyc

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个结点。如果链表无环，则返回 NULLhttp://t.csdnimg.cn/pbFiK

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2.OJ题目训练

11. 给定一个链表，每个结点包含一个额外增加的随机指针，该指针可以指向链表中的任何结点或空结点。要求返回这个链表的深度拷贝。力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

题目分析

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。

这道题第一次做还是会有点理解的...但其实也不复杂

其实就是，一个正常的单链表，但是有数据位，也能有指向下一个节点位，但是多出来一个指针会随机指向此链表的如何一个节点，而我们就要对他进行一个复制。复制单链表简单，但是我们要注意，这里还增加了一个额外的指针。而且我们复制的时候随机指针还是要指向原本对应的节点。

比如：下面的d1的随机指针指向了d3,而我们新的d1节点就要指向新的d3节点

若我们直接暴力复制原链表的所有值，就会发生这种错误情况

所以此题不能暴力求解。

方法

1.首先先把拷贝节点放在每个原节点后面，这样子就可以很好的查找各节点的random

2.置每个拷贝的节点random，因为我们可以依据相对位置找到原节点的random,再让他赋值

copy->random = cur->random->next       //拷贝random节点的关键代码

3.收尾工作：拷贝的节点和原节点分开，恢复原链表。

附源代码

/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
	struct Node* cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        struct Node* Next = cur->next;
        copy->val = cur->val;
        //插入copy
        cur->next = copy;
        copy->next = Next;
        //往后走     
        cur = Next;
    }
    //重新开始走，因为random的特殊性
    //所以在copy节点没有全部创造出来还不能添加
    cur = head;
    while(cur)
    {   
    struct Node* copy = cur->next;
    //置 copy random
    if(cur->random == NULL) //考虑其中一种为0的情况，如果为NULL访问就会报错
    {
        copy->random = NULL;
    }
    else
    {
        copy->random = cur->random->next;
    } 
    cur = copy->next;
    }
    //分割链表
    cur = head;
    struct Node* copyhead = NULL,*copytail = NULL;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        struct Node* next = cur->next->next;

        if(copytail == NULL)
        {
            copyhead = copytail = copy;
        }
        else
        {
            copytail->next = copy;
            copytail = copytail->next;
        } 

        cur->next = next;
        cur = next;
    }
    return copyhead;
}