leetcode刷题:138.随机链表的复制(两种思路画图讲解并附代码)_leetcode 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 。

题目主干

上面的这些是不是看起来挺唬人的,下面我来给大家总结一下
首先,我们要重新拷贝一个链表,这个听起来并不难.
这道题目难的是每个节点还有一个随机指针,我们不知道它指向哪里.但是我们所要拷贝的链表必须有这个随机指针.

示例

例如该链表的第二个节点指向的是它自己,我们所复制的链表的随机指针也必须指向它自己.复制的节点不能指向原链表的节点,同时也不能修改原链表的指向

思路一:暴力求解

1.先按照原链表的每一个节点拷贝新节点,不断尾插就行

2.用变量cnt分别记录每一个节点的random指针指向的是第几个节点.例如

原链表的头节点random指向第二个节点,让新拷贝的头节点指向它的第二个节点.直到全部拷贝完.

时间复杂度O(N^2)
空间复杂度O(N)

思路二 中间插入

1.拷贝节点,进行链接

拷贝节点插在原链表的两个节点的中间
注意拷贝链表和原链表之间进行的连接

2.复制原节点的随机节点

这个是这道题目最精髓的地方
我们发现,newnode的random指针是节点的random指针的下一个

3.取下来尾插并还原原节点

把插在中间的节点取下来尾插,并还原原链表的指向

时间复杂度O(N)
空间复杂度O(N)

代码实现

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
	struct Node* cur = head;
    //1.拷贝节点,进行链接
    while(cur)
    {
        struct Node* newnode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        newnode->val = cur->val;
        newnode->next = cur->next;
        cur->next = newnode;
        cur = newnode->next;
    }
    cur = head;
    //2.复制原节点的随机节点
    while(cur)
    {
        struct Node* newnode = cur->next;
        if(cur->random == NULL)
        {
            newnode->random = NULL;
        }
        else
        {
            newnode->random = cur->random->next;
        }
        cur = newnode->next;
    }
    cur = head;
    //3.取下来尾插并还原改变的节点
    struct Node* newhead = NULL;
    struct Node* tail = NULL;
    while(cur)
    {
        if(newhead == NULL)
        {
            newhead = tail = cur->next;
        }
        else
        {
            tail->next = cur->next;
            tail = tail->next;
        }
        cur->next = tail->next;
        cur = cur->next;
    }
    return newhead;
}
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这个解法对没有接触过哈希表等算法的朋友算得上最优解了