【算法】复制含有随机指针节点的链表

问：

rand指针是单链表节点结构中新增的指针，rand可能指向链表中的任意一个节点，也可能指向null。给定一个由Node节点类型组成的无环单链表的头节点head，请实现一个函数完成这个链表的复制，并返回复制的新链表的头节点

答：

(1) 使用额外空间

初始化一个哈希表，key为Node类型，存储老节点，value也为Node类型，存储克隆的新节点。遍历每一个老节点，生成对应的克隆节点，并把这两个节点的内存地址放入到map中去。然后设置新链表的next方向和random方向的指针，遍历老链表，通过map查出它的新链表，设置上next指针，random指针同理

java 复制代码

//使用额外空间哈希表
public static Node copyListWithRand1(Node head) {
  HashMap<Node, Node> map = new HashMap<Node, Node>();
  Node cur = head;
  while (cur != null) {
    map.put(cur, new Node(cur.value));
    cur = cur.next;
  }
  cur = head;
  while (cur != null) {
    map.get(cur).next = map.get(cur.next);
    map.get(cur).rand = map.get(cur.rand);
    cur = cur.next;
  }
  return map.get(head);
}

(2) 不使用额外空间

首先生成克隆节点，把克隆节点就放在当前老链表节点的下一个，然后把原来老链表的下一个节点放在克隆节点的后面，接着一对一对的拿出老节点和新节点进行处理

java 复制代码

public static Node copyListWithRand2(Node head) {
  if (head == null) {
    return null;
  }
  Node cur = head;
  Node next = null;
  while (cur != null) {
    next = cur.next;
    cur.next = new Node(cur.value);
    cur.next.next = next;
    cur = next;
  }
  cur = head;
  Node curCopy = null;
  while (cur != null) {
    next = cur.next.next;
    curCopy = cur.next;
    curCopy.rand = cur.rand != null ? cur.rand.next : null;
    cur = next;
  }
  return res;
}