Leetcode 刷题

138. 复制带随机指针的链表

难度：中等

题目

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

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

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

示例 3：

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]示例 4：

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。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/copy-list-with-random-pointer
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题解

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;
    
    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if(head == nullptr){
            return nullptr;
        }

        for(Node* node = head; node; node= node -> next -> next){
            Node* tempNode = new Node(node -> val);
            tempNode -> next = node -> next;
            node -> next = tempNode;
        }

        for(Node* node = head; node; node = node -> next -> next){
            if(node -> random != nullptr){
                node -> next -> random = node -> random -> next;
            }else{
                node -> next -> random = nullptr;
            }
            
        }

        Node* outputNode = head -> next;
        for(Node* node = head; node; node = node -> next){
            Node* tempNode = node -> next;
            node -> next = node -> next -> next;
            tempNode -> next = (tempNode->next != nullptr) ? tempNode->next->next : nullptr;
        }
        return outputNode;
    }
};

复杂度

需要遍历链表，时间复杂度O(n)
原地复制，没有增加额外空间，空间复杂度O(1)

思路

遍历链表，在每个结点后面插入与其相同的一个结点。
将随机指针指向对应的新插入的‘复制“节点。
从倍增后的链表中取出新增，也就是复制的那一半，输出。