LeetCode-热题100：138. 随机链表的复制

题目描述

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：

在这里插入图片描述

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：
在这里插入图片描述

输入： head = [[1,1],[2,1]]
输出： [[1,1],[2,1]]

示例 3：
在这里插入图片描述

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。

代码及注释

/**
 * Definition for a Node.
 * type Node struct {
 *     Val int
 *     Next *Node
 *     Random *Node
 * }
 */

// copyRandomList 函数用于复制含有随机指针的链表。
func copyRandomList(head *Node) *Node {
    // 创建一个哈希表，用于存储原链表节点和复制链表节点的对应关系
    hash := map[*Node]*Node{}

    // 第一次遍历原链表，创建新节点并存入哈希表
    for cur := head; cur != nil ; cur = cur.Next {
        hash[cur] = &Node{cur.Val, nil, nil}
    }

    // 第二次遍历原链表，连接复制链表的 Next 和 Random 指针
    for cur := head; cur != nil; cur = cur.Next {
        hash[cur].Next = hash[cur.Next]
        hash[cur].Random = hash[cur.Random]
    }
    
    // 返回复制链表的头节点
    return hash[head]
}

代码解释

创建哈希表：
```
hash := map[*Node]*Node{}
```
- 创建一个哈希表 hash，用于存储原链表节点和复制链表节点的对应关系。
第一次遍历原链表，创建新节点并存入哈希表：
```
for cur := head; cur != nil ; cur = cur.Next {
    hash[cur] = &Node{cur.Val, nil, nil}
}
```
- 使用 for 循环遍历原链表 head。
- 对于每个节点 cur，创建一个新节点，并将其存入哈希表 hash 中。
第二次遍历原链表，连接复制链表的 Next 和 Random 指针：
```
for cur := head; cur != nil; cur = cur.Next {
    hash[cur].Next = hash[cur.Next]
    hash[cur].Random = hash[cur.Random]
}
```
- 再次使用 for 循环遍历原链表 head。
- 对于每个节点 cur，从哈希表 hash 中获取其对应的复制节点，并连接复制链表的 Next 和 Random 指针。
返回复制链表的头节点：
```
return hash[head]
```
- 返回复制链表的头节点，即哈希表中 head 对应的复制节点。