[LeetCode Hot 100] LeetCode138. 随机链表的复制

题目描述

思路一：添加"小弟"

• 根据遍历到的原节点创建对应的新节点，每个新创建的节点是在原节点后面。
• 原节点i的随机指针(如果有的话)，指向的是原节点j，那么新节点i的随机指针，指向的是原节点j的next
• 最后将两个链表分开，再返回新链表就可以

思路二：使用哈希表

• 首先创建一个哈希表，再遍历原链表，遍历的同时不断创建新节点
• 将原节点作为key，新节点作为value放入哈希表中

• 第二步再遍历原链表，这次我们将新链表的next和random指针给设置上
  

从上图中我们可以发现，原节点和新节点是一一对应的关系，所以

• map.get(原节点)，得到的就是对应的新节点
• map.get(原节点.next)，得到的就是对应的新节点.next
• map.get(原节点.random)，得到的就是对应的新节点.random

所以，我们只需要再次遍历原链表，然后设置：
新节点.next -> map.get(原节点.next)
新节点.random -> map.get(原节点.random)
这样新链表的next和random都被串联起来了
最后，我们然后map.get(head)，也就是对应的新链表的头节点，就可以解决此问题了。

方法一：对应思路一

/*
// 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) {
        Node cur = head;
        // 根据遍历到的原节点创建对应的新节点，每个新创建的节点是在原节点后面
        while (cur != null) {
            Node newNode = new Node(cur.val);
            newNode.next = cur.next;
            cur.next = newNode;
            cur = cur.next.next;
        }
        // 如果当前节点存在random指针的话，则复制random指针
        for (Node temp = head; temp != null; temp = temp.next.next) {
            if (temp.random != null) {
                temp.next.random = temp.random.next;
            }       
        }
        // 将两个链表拆开
        // 因为这里涉及到新建链表，所以使用dummy节点的话会比较方便
        Node dummy = new Node(0);
        Node p = dummy, q = head;
        while (q != null) {
            p.next = q.next;
            q.next = q.next.next;
            q = q.next;
            p = p.next;
        }
        return dummy.next;
    }
}

方法二：对应思路二

/*
// 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) {
        // 创建一个哈希表，key是原节点，value是新节点
        Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
        // 将原节点放入哈希表中
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            map.put(cur, new Node(cur.val));
            cur = cur.next;
        }
        cur = head;
        // 遍历原链表,设置新链表的next和random
        while (cur != null) {
            // cur是原节点,map.get(cur)是对应的新节点
            Node newNode = map.get(cur);
            if (cur.next != null) {
                //map.get(p.next)是原节点下一个节点对应的新节点
                newNode.next = map.get(cur.next);
            }
            if (cur.random != null) {
                newNode.random = map.get(cur.random);
            }
            cur = cur.next;
        }
        // 返回头节点
        return map.get(head);
    }
}