复杂链表的复制
复杂链表的复制
描述
输入一个复杂链表（每个节点中有节点值，以及两个指针，一个指向下一个节点，另一个特殊指针random指向一个随机节点），请对此链表进行深拷贝，并返回拷贝后的头结点。（注意，输出结果中请不要返回参数中的节点引用，否则判题程序会直接返回空）。 下图是一个含有5个结点的复杂链表。图中实线箭头表示next指针，虚线箭头表示random指针。为简单起见，指向null的指针没有画出。
示例:
输入:{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
输出:{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
解析:我们将链表分为两段，前半部分{1,2,3,4,5}为ListNode，后半部分{3,5,#,2,#}是随机指针域表示。
以上示例前半部分可以表示链表为的ListNode:1->2->3->4->5
后半部分，3，5，#，2，#分别的表示为
1的位置指向3，2的位置指向5，3的位置指向null，4的位置指向2，5的位置指向null
如下图:
示例1
输入：
{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
返回值：
{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
大神解法
知识点：（深、浅拷贝）
首先简单说下深拷贝和浅拷贝的区别：
- 如果只是浅拷贝的话，那么改变源目标时，浅拷贝结果也会随之变化；
- 而深拷贝则是在源目标变化时，深拷贝的结果不会受影响的拷贝；
- 其实可以大致理解成从内存空间中新分配了一块内存给拷贝，只是这个拷贝的所有值都与源相等，这样的拷贝就是深拷贝；
- 而浅拷贝则只是给源目标多加了一个指针或者“名”，它指向的还是原来那块内存，因此源变化就会影响浅拷贝跟着变化
解题思路： 这一题的难点在于，如果只是复制一个单链表，那么只要按顺序依次创建每个节点并连接起来就可以了，但是本题每个节点除了一个next指针之外还有一个指向链表中随机一个节点的random指针，这样在深拷贝的时候就不得不把整个链表的序列记下来；
借鉴一个大神的解法：
- 第一次遍历链表时将原链表的每一个节点复制一个连到每一个节点之后；
- 然后第二次遍历链表可以利用原节点的
random指针和next指针将找到新节点的random节点，这样也是依次遍历链表即可； - 最后再次遍历链表时将新旧链表拆开即可得到深拷贝的新链表
/*
struct RandomListNode {
int label;
struct RandomListNode *next, *random;
RandomListNode(int x) :
label(x), next(NULL), random(NULL) {
}
};
*/
class Solution {
public:
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead) {
if(pHead==nullptr) return nullptr;
RandomListNode* head=new RandomListNode(pHead->label);//深拷贝的新链表表头
RandomListNode* cur1=pHead->next;
pHead->next=head;
head->next=cur1;
while(cur1!=nullptr){//第一次遍历复制每个节点并连接到之后
RandomListNode* tmp=cur1->next;
RandomListNode* cur2=new RandomListNode(cur1->label);
cur1->next=cur2;
cur2->next=tmp;
cur1=tmp;
}
RandomListNode* old=pHead;
RandomListNode* New=head;
while(old!=nullptr){//第二次遍历确定random指针
if(old->random!=nullptr){
New->random=old->random->next;
}
old=New->next;
if(old!=nullptr) New=old->next;
}
RandomListNode* Old=pHead;
RandomListNode* NEW=head;
while(Old!=nullptr){//第三次遍历，拆开新旧链表，得到深拷贝结果
Old->next=Old->next->next;
Old=Old->next;
if(Old!=nullptr){
NEW->next=NEW->next->next;
NEW=NEW->next;
}
}
return head;
}
};
- 时间复杂度： 遍历了三遍链表，时间复杂度为O(N)；
- 空间复杂度： 在原链表上就地操作，空间复杂度为O(1)