剑指Offer-26-复杂链表的复制

来源：互联网发布：arduino hc05 发送数据编辑：程序博客网时间：2024/05/18 18:21

题目：
有一个复杂链表，其结点除了有一个m_pNext指针指向下一个结点外，还有一个m_pSibling指向链表中的任一结点或者NULL。其结点的C++定义如下：
struct ComplexNode
{
int m_nValue;
ComplexNode* m_pNext;
ComplexNode* m_pSibling;
};
这里写图片描述
请完成函数ComplexNode* Clone(ComplexNode* pHead)，以复制一个复杂链表。

第一种方法：
分成两步：第一步是复制原始链表上的每个链表，并用m_pNext链接起来。第二步，假设原始链表中的某节点N的m_pSibling指向结点S。由于S的位置在链表上有可能在N的前面也可能在N的后面，所以要定位N的位置我们需要从原始链表的头结点开始找。假设从原始链表的头结点开始经过s步找到结点S。那么在复制链表上结点N的m_pSibling的S’，离复制链表的头结点的距离也是s。用这种办法我们就能为复制链表上的每个结点设置m_pSibling了。
对一个含有n个结点的链表，由于定位每个结点的m_pSibling，都需要从链表头结点开始经过O(n)步才能找到，因此这种方法的总时间复杂度是O(n2)。

下一篇将使用o(n)复杂度的算法，实现该功能。

#include <iostream>using namespace std;struct ComplexListNode {    int m_nValue;    ComplexListNode* m_pNext;    ComplexListNode* m_pSibling;};/** * 使用一般方式进行复制，时间复杂度o(n*n) */ComplexListNode* clone(ComplexListNode *pHead) {    if(pHead == NULL)        return NULL;    ComplexListNode *pNewHead = new ComplexListNode();    pNewHead->m_nValue = pHead->m_nValue;    pNewHead->m_pNext = NULL;    pNewHead->m_pSibling = NULL;    ComplexListNode *p = pHead->m_pNext;    ComplexListNode *preNewP = pNewHead;    //第一步：复制原始链表的每一个结点，按照p->m_pNext连接起来    while(p) {        ComplexListNode *newP = new ComplexListNode();        newP->m_nValue = p->m_nValue;        newP->m_pNext = NULL;        newP->m_pSibling = NULL;        preNewP->m_pNext = newP;        preNewP = newP;        p=p->m_pNext;    }    p = pHead;    ComplexListNode *newp = pNewHead;    //第二步：设置每个结点的m_pSibling指针    //如果原始链表的头结点开始沿着m_pNext经过s步找到结点S,那么复制链表上结点N的N'的m_pSibling（S'）    //离复制链表的头结点的距离也是沿着m_pNext指针s步。    while(p) {        if(p->m_pSibling != NULL) {            ComplexListNode *sibling = pHead;            ComplexListNode *newSibling = pNewHead;            while(sibling != p->m_pSibling) {                sibling = sibling->m_pNext;                newSibling = newSibling->m_pNext;            }            newp->m_pSibling = newSibling;        }        p = p->m_pNext;        newp = newp->m_pNext;    }    return pNewHead;}ComplexListNode* CreateNode(int nValue){    ComplexListNode* pNode = new ComplexListNode();    pNode->m_nValue = nValue;    pNode->m_pNext = NULL;    pNode->m_pSibling = NULL;    return pNode;}void BuildNodes(ComplexListNode* pNode, ComplexListNode* pNext, ComplexListNode* pSibling){    if(pNode != NULL)    {        pNode->m_pNext = pNext;        pNode->m_pSibling = pSibling;    }}void PrintList(ComplexListNode* pHead){    ComplexListNode* pNode = pHead;    while(pNode != NULL)    {        cout<<"The value of this node is:"<<pNode->m_nValue<<".";        if(pNode->m_pSibling != NULL)            cout<<"The value of its sibling is:"<<pNode->m_pSibling->m_nValue<<".";        else            cout<<"This node does not have a sibling.";        cout<<endl;        pNode = pNode->m_pNext;    }}// ====================测试代码====================void Test(char* testName, ComplexListNode* pHead){    if(testName != NULL)        cout<<testName;    cout<<"The original list is:"<<endl;    PrintList(pHead);    ComplexListNode* pClonedHead = clone(pHead);    cout<<"The cloned list is:"<<endl;    PrintList(pClonedHead);}//          -----------------//         \|/              |//  1-------2-------3-------4-------5//  |       |      /|\             /|\//  --------+--------               |//          -------------------------void Test1(){    ComplexListNode* pNode1 = CreateNode(1);    ComplexListNode* pNode2 = CreateNode(2);    ComplexListNode* pNode3 = CreateNode(3);    ComplexListNode* pNode4 = CreateNode(4);    ComplexListNode* pNode5 = CreateNode(5);    BuildNodes(pNode1, pNode2, pNode3);    BuildNodes(pNode2, pNode3, pNode5);    BuildNodes(pNode3, pNode4, NULL);    BuildNodes(pNode4, pNode5, pNode2);    Test("Test1", pNode1);}// m_pSibling指向结点自身//          -----------------//         \|/              |//  1-------2-------3-------4-------5//         |       | /|\           /|\//         |       | --             |//         |------------------------|void Test2(){    ComplexListNode* pNode1 = CreateNode(1);    ComplexListNode* pNode2 = CreateNode(2);    ComplexListNode* pNode3 = CreateNode(3);    ComplexListNode* pNode4 = CreateNode(4);    ComplexListNode* pNode5 = CreateNode(5);    BuildNodes(pNode1, pNode2, NULL);    BuildNodes(pNode2, pNode3, pNode5);    BuildNodes(pNode3, pNode4, pNode3);    BuildNodes(pNode4, pNode5, pNode2);    Test("Test2", pNode1);}// m_pSibling形成环//          -----------------//         \|/              |//  1-------2-------3-------4-------5//          |              /|\//          |               |//          |---------------|void Test3(){    ComplexListNode* pNode1 = CreateNode(1);    ComplexListNode* pNode2 = CreateNode(2);    ComplexListNode* pNode3 = CreateNode(3);    ComplexListNode* pNode4 = CreateNode(4);    ComplexListNode* pNode5 = CreateNode(5);    BuildNodes(pNode1, pNode2, NULL);    BuildNodes(pNode2, pNode3, pNode4);    BuildNodes(pNode3, pNode4, NULL);    BuildNodes(pNode4, pNode5, pNode2);    Test("Test3", pNode1);}// 只有一个结点void Test4(){    ComplexListNode* pNode1 = CreateNode(1);    BuildNodes(pNode1, NULL, pNode1);    Test("Test4", pNode1);}// 鲁棒性测试void Test5(){    Test("Test5", NULL);}int main() {    Test1();    Test2();    Test3();    Test4();    Test5();    return 0;}

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