【Leetcode Top 100】138. 随机链表的复制

问题背景

给你一个长度为 n n n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 r a n d o m random random，该指针可以指向链表中的任何节点或空节。

构造这个链表的 深拷贝 。深拷贝应该正好由 n n n 个全新节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 n e x t next next 指针和 r a n d o m random random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X X X 和 Y Y Y 两个节点，其中 X . r a n d o m = Y X.random = Y X.random=Y。那么在复制链表中对应的两个节点 x x x 和 y y y，同样有 x . r a n d o m = y x.random = y x.random=y。

返回复制链表的头节点。

数据约束

0 ≤ n ≤ 1000 0 \le n \le 1000 0≤n≤1000
− 1 0 4 ≤ N o d e . v a l ≤ 1 0 4 -10 ^ 4 \le Node.val \le 10 ^ 4 −104≤Node.val≤104
N o d e . r a n d o m Node.random Node.random 为 n u l l null null 或指向链表中的节点。

解题过程

经典链表操作题，解决的关键在于能否想到把新建的复制节点添加到原节点的后一个。

通过上述方案复制完整个链表之后，只要能够分离链表即可，参考奇偶链表，本题中由于原链表的后一个节点是它本身的复制，一定存在，分离的时候可以少一个判断。

注意数据范围，头节点可能为空，要单独处理。

具体实现

java 复制代码

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
*/

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        // 特判头节点为空的情形
        if(head == null) {
            return null;
        }
        // 在原链表的每个节点之后新建复制节点
        Node cur = head, next;
        while(cur != null) {
            next = cur.next;
            cur.next = new Node(cur.val, cur.next); // 题中没说明这个构造器，实际上是存在的
            cur.next.next = next;
            cur = cur.next.next;
        }
        // 重置工作指针
        cur = head;
        // 给每个新节点的随机域赋值
        while(cur != null) {
            if(cur.random != null) {
                cur.next.random = cur.random.next;
            }
            cur = cur.next.next;
        }
        // 分离原链表和复制之后的链表
        Node copyHead = head.next, copy;
        cur = head;
        while(cur.next.next != null) {
            copy = cur.next; // 记录下一个节点
            cur.next = cur.next.next; // 调整原链表的 next 指针
            copy.next = copy.next.next; // 调整新链表的 next 指针
            cur = cur.next; // 后移工作指针
        }
        // 原链表的最后一个节点要指空
        cur.next = null;
        return copyHead;
    }
}