LeetCode-138-复制带随机指针的链表

138. 复制带随机指针的链表

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

构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 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 next 指针和 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 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

• val：一个表示 Node.val 的整数。
• random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。

你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例 1：

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输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例 2：

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输入：head = [[1,1],[2,1]]
输出：[[1,1],[2,1]]

示例 3：

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输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

示例 4：

输入：head = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

提示：

• 0 <= n <= 1000
• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。

方法一: 使用HashMap保存原节点Node和复刻节点Node‘的关系

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class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        // key 老节点
        // value 新节点
        HashMap<Node, Node> map = new HashMap<Node, Node>();
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            map.put(cur, new Node(cur.val));
            cur = cur.next;
        }
        cur = head;
        while (cur != null) {
            // cur 老
            // map.get(cur) 新
            // 新.next ->  cur.next克隆节点找到
            map.get(cur).next = map.get(cur.next);
            map.get(cur).random = map.get(cur.random);
            cur = cur.next;
        }
        return map.get(head);
        
    }
}

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方法二:映射关系使用了原节点的next指向维护

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class Solution {
    public static Node copyRandomList(Node head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        Node cur = head;
        Node next = null;
        // 1 -> 2 -> 3 -> null
        // 1 -> 1' -> 2 -> 2' -> 3 -> 3'
        while (cur != null) {
            next = cur.next;
            cur.next = new Node(cur.val);
            cur.next.next = next;
            cur = next;
        }
        cur = head;
        Node copy = null;
        // 1 1' 2 2' 3 3'
        // 依次设置 1' 2' 3' random指针
        while (cur != null) {
            next = cur.next.next;
            copy = cur.next;
            copy.random = cur.random != null ? cur.random.next : null;//指向复刻的节点(cur.random.next)
            cur = next;
        }
        Node res = head.next;
        cur = head;
        // 老 新 混在一起，next方向上，random正确
        // next方向上，把新老链表分离
        while (cur != null) {
            next = cur.next.next;
            copy = cur.next;
            cur.next = next;
            copy.next = next != null ? next.next : null;
            cur = next;
        }
        return res;
    }
}

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