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
这次使用时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)的算法。
首先，在原链表的每个节点后面复制相应的链表节点，即复制next域。
然后，复制random域。原链表中某个节点的random域的下一个节点，就是复制链表的random域。
最后，将链表拆分成为两个链表。奇数位上的是原链表节点，偶数位上的是复制链表节点。
代码实现
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead) {
if (pHead == nullptr) { return nullptr; }
RandomListNode* currNode = pHead;
RandomListNode* newNode = nullptr, *newHead = nullptr, *preNode = nullptr;
//第一次遍历链表，将与原链表节点值相同的信链表节点放在对应的原链表节点后面。
while (currNode) {
newNode = new RandomListNode(currNode->label);
newNode->next = currNode->next;
currNode->next = newNode;
currNode = newNode->next;
}
currNode = pHead;
newHead = currNode->next;
newNode = currNode->next;
//第二次遍历，复制random域。
while (currNode&&newNode) {
RandomListNode* currRandom = currNode->random;
if (currRandom) {
RandomListNode* randomNode = currRandom->next;
newNode->random = randomNode;
}
currNode = newNode->next;
newNode = currNode->next;
}
//第三次遍历，拆分链表。奇数位上的是原链表的节点，偶数位上的是复制链表的节点。
currNode = pHead;
newNode = currNode->next;
while (currNode&&newNode) {
currNode->next = newNode->next;
currNode = currNode->next;
if (currNode) {
newNode->next = currNode->next;
newNode = newNode->next;
}
}
return newHead;
}测试用例
打印函数如下所示：先按照顺序打印出链表的next域，然后打印出链表的的radom域。
使用五个测试用例：
1.空链表
2.普通复杂链表
3.random域指向自身的链表
4.只有一个节点的链表
5.存在护指节点的链表
void print(RandomListNode* head) {//打印函数
RandomListNode* temp = head;
while (temp) {
cout << temp->label << "->";
temp = temp->next;
}
cout << "null";
cout << endl;
temp = head;
while (temp) {
if (temp->random == nullptr) {
cout << temp->label << "=>" << "null" << endl;
}
else {
cout << temp->label << "=>" << temp->random->label << endl;
}
temp = temp->next;
}
}
int main()
{
//Test1:空链表
RandomListNode* node = nullptr;
//Test2:普通随机链表
RandomListNode* node0 = new RandomListNode(0);
RandomListNode* node1 = new RandomListNode(1);
RandomListNode* node2 = new RandomListNode(2);
RandomListNode* node3 = new RandomListNode(3);
RandomListNode* node4 = new RandomListNode(4);
node0->next = node1;
node1->next = node2;
node2->next = node3;
node3->next = node4;
node4->next = nullptr;
node0->random = node2;
node1->random = node4;
node3->random = node1;
//Test3:random域指向自身
RandomListNode* node5 = new RandomListNode(5);
RandomListNode* node6 = new RandomListNode(6);
node5->next = node6;
node6->next = nullptr;
node5->random = node5;
//Test4:只有一个节点的链表
RandomListNode* node7 = new RandomListNode(7);
node7->next = nullptr;
node7->random = node7;
//Test5:两个链表节点互相指，从而形成环状
RandomListNode* node8 = new RandomListNode(8);
RandomListNode* node9 = new RandomListNode(9);
RandomListNode* node10 = new RandomListNode(10);
RandomListNode* node11 = new RandomListNode(11);
RandomListNode* node12= new RandomListNode(12);
node8->next = node9;
node9->next = node10;
node10->next = node11;
node11->next = node12;
node12->next = nullptr;
node9->random = node11;
node11->random = node9;
//判断是否是值相同的链表：先打印链表，再打印每个节点的random域。
cout << "******************Test1:空链表测试******************" << endl;
RandomListNode* ans = Clone(node);
cout << "原链表:" << endl;
print(node);
cout << endl;
cout << "复制链表:" << endl;
print(ans);
cout << "******************Test2:空链表测试******************" << endl;
RandomListNode* ans0 = Clone(node0);
cout << "原链表:" << endl;
print(node0);
cout << endl;
cout << "复制链表:" << endl;
print(ans0);
cout << "******************Test3:random域指向自身链表测试******************" << endl;
RandomListNode* ans1 = Clone(node5);
cout << "原链表:" << endl;
print(node5);
cout << endl;
cout << "复制链表:" << endl;
print(ans1);
cout << "******************Test4:只有一个节点的链表测试******************" << endl;
RandomListNode* ans2 = Clone(node7);
cout << "原链表:" << endl;
print(node7);
cout << endl;
cout << "复制链表:" << endl;
print(ans2);
cout << "******************Test5:存在两个节点护指的链表测试******************" << endl;
RandomListNode* ans3 = Clone(node8);
cout << "原链表:" << endl;
print(node8);
cout << endl;
cout << "复制链表:" << endl;
print(ans3);
return 0;
}
