剑指Offer_面试题26_复杂链表的复制

题目描述

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，另一个特殊指针指向任意一个节点），返回结果为复制后复杂链表的head。（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）

分析：一般来说是分两步，首先复制原始链表上的每一个结点，并用next链起来，第二步设置每个结点的random指针。但直接这样做时间复杂度很高，达到O(n^2)级别。

有两种解决方法。

方法一：空间换时间，复制结点的同时构建哈希表或者映射map，先执行第一步，再根据hash便设置random指针，这种方式空间复杂度o(n)，时间复杂度o(n).

方法二：时间复杂度o（n），无辅助空间。步骤是①每复制一个结点就把它链到源结点后面②设置random指针，源结点指向哪个结点，复制结点指向哪个结点的后继；③分拆两个链表

代码：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>struct RandomListNode {int label;struct RandomListNode *next, *random;RandomListNode(int x) :label(x), next(NULL), random(NULL) {}};//[1]复制结点，插入到原结点后方void nodeClone(RandomListNode *head){RandomListNode *pNode = head;while (pNode != NULL){RandomListNode *pClone = new RandomListNode(pNode->label);pClone->next = pNode->next;pNode->next = pClone;pNode = pClone->next;}}//[2]还原新结点的random指针void connectRandom(RandomListNode *head){RandomListNode *pNode = head;while (pNode != NULL){RandomListNode *pClone = pNode->next;if (pNode->random){pClone->random = pNode->random->next;}pNode = pClone->next;}}//[3]拆分RandomListNode *reconnect(RandomListNode *head){RandomListNode *pNode = head;RandomListNode *result = head->next;while (pNode != NULL){RandomListNode *pClone = pNode->next;pNode->next = pClone->next;pNode = pNode->next;if (pNode != NULL)pClone->next = pNode->next;}return result;}RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead){if (!pHead) return NULL;nodeClone(pHead);connectRandom(pHead);return reconnect(pHead);}//打印结点，只打印顺序指针void printList(RandomListNode *head){while (head){printf("%d ", head->label);head = head->next;}printf("\n");}//测试int main(){//建表RandomListNode *head = new RandomListNode(1);RandomListNode *node2 = new RandomListNode(2);RandomListNode *node3 = new RandomListNode(3);RandomListNode *node4 = new RandomListNode(4);RandomListNode *node5 = new RandomListNode(5);head->next = node2;node2->next = node3;node3->next = node4;node4->next = node5;head->random = node3;node2->random = node5;node4->random = node2;printList(head);//测试RandomListNode *newHead = Clone(head);printList(newHead);getchar();return 0;}

测试结果：