【分解让复杂问题简单化】复杂链表的复制

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此题出自牛客网的剑指offer专题

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）

解题思路

对于该题我们主要需要解决的问题其实就三个：节点值的复制，next指针的复制，随机指针的复制

对于该题，我们可以将其拆分成三步来解决。

1.复制原来链表的结点并将其放在被复制的结点之后，得到一条新的链表。比如说对结点A进行复制得到A1，再将A1放在A结点之后。

2.重新遍历链表，将老结点的随机指针复制给新结点，如：A1.random = A.random.next

3.拆分链表，将链表拆成原链表和复制好的链表

这里有一张图很好地说明了这个思路

代码如下

Java版本

/*
public class RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode next = null;
    RandomListNode random = null;

    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}
*/
public class Solution {
    public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead){
        if(pHead == null){
            return null;
        }
        RandomListNode currentNode = pHead;
        //完成节点值以及next指针的初步复制
        while(currentNode != null){
            RandomListNode cloneNode = new RandomListNode(currentNode.label);
            RandomListNode nextNode = currentNode.next;
            currentNode.next = cloneNode;
            cloneNode.next = nextNode;
            currentNode = nextNode;
        }
        //重新遍历链表，完成随机指针的复制
        currentNode = pHead;
        while(currentNode != null){
            currentNode.next.random = currentNode.random==null? null:currentNode.random.next;
            currentNode = currentNode.next.next;
        }
        //拆分链表
        currentNode = pHead;
        RandomListNode pCloneHead = pHead.next;
        while(currentNode != null){
            RandomListNode cloneNode = currentNode.next;
            currentNode.next = cloneNode.next;
            cloneNode.next = currentNode.next==null? null:currentNode.next.next;
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return pCloneHead;
    }
}

C++版本

/*
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 == NULL)
        {
            return NULL;
        }
        //复制原来的链表的结点,完成节点值和next指针的初步复制
        RandomListNode* currentNode = pHead;
        while(currentNode != NULL)
        {
            RandomListNode* cloneNode = new RandomListNode(currentNode->label);
            RandomListNode* nextNode = currentNode->next;
            currentNode->next = cloneNode;
            cloneNode->next = nextNode;
            currentNode = nextNode;
            
        }
        //完成节点的random指针的复制
        currentNode = pHead;
        while(currentNode != NULL)
        {
            currentNode->next->random = currentNode->random==NULL? NULL:currentNode->random->next;
            currentNode = currentNode->next->next;
        }
        //拆分链表
        currentNode = pHead;
        RandomListNode* pCloneHead = pHead->next;
        while(currentNode != NULL)
        {
            RandomListNode* cloneNode = currentNode->next;
            currentNode->next = cloneNode->next;
            cloneNode->next = cloneNode->next==NULL? NULL:cloneNode->next->next;
            currentNode = currentNode->next;
        }
        return pCloneHead;
    }
};