复杂链表的复制问题

• 引言
• 问题描述
• 思路分析
• • 思路一：
  • 思路二：
  • • 图解：
• 代码实现
• 总结

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小编学习了这么久单链表感觉自我良好，想着刷道题测试一下，看到了一个中等难度的题目，小编想着尝试一下，结果被瞬间打脸！读懂题目都花了好长时间，思路更是断断续续的，结合题解并研究了一段时间后，把这道题目的解析分享给大家。

问题描述

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。输入一个复杂链表（每个节点中有节点值，以及两个指针，一个指向下一个节点，另一个特殊指针指向任意一个节点），返回结果为复制后复杂链表的head。

总的来说就是让你把链表拷贝一份，与以往不同的是，多了一个随机指针random,需要判断random的指向。

思路分析 思路一：

先把原链表每个结点拷贝下来，再去判断random的指向，这个时候的时间复杂度就比较高了，拷贝原链表是O(n),判断random指向的时候，最坏的情况每个random都指向最后一个，经典的O(n^2)。

思路二：

分步走：
①在原链表的基础上，在每个节点的后面，复制前面的结点，并将其与原链表链接。
②判断随机指针random的指向。
③将拷贝的结点从原链表中分离出来，返回新链表的指针。
该思路时间复杂度为O(n).

图解：

第一步：在原链表上复制链表

第二步：判断random指向（问题的关键）
红色线代表random指向

第三步：分离链表（利用哨兵位尾插）

下面结合代码深入理解一下

代码实现

//在每个源节点的后面创建一个拷贝结点
    struct Node* cur=head;
    
    while(cur){struct Node* newnode=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        struct Node* next=cur->next;
        newnode->val=cur->val;
        //链接拷贝的结点
        cur->next=newnode;
        newnode->next=next;

        cur=next;
    }

//处理拷贝结点random
    cur=head;
    while(cur){struct Node* copy=cur->next;
        if(cur->random==NULL){copy->random=NULL;
        }
        else{copy->random=cur->random->next;
        }
        cur=cur->next->next;
    }

//将拷贝的链表分离出来
    cur=head;
    struct Node* rhead,*tail;
    rhead=tail=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    rhead->next=NULL;
    while(cur){struct Node* copy=cur->next;
        struct Node* next=copy->next;
        //保护原链表结构
        cur->next=next;
        //分离出新链表
        tail->next=copy;
        tail=tail->next;
        cur=next;
    }
    tail->next=NULL;
    struct Node* new=rhead->next;
    free(rhead);
    return new;

总结

本题的难度一是思路难，二是代码编写困难，需要根据图分析相对联系，比如：分析random指向的时候，需要（copy->random=cur->random->next;），拷贝结点的random要指向原节点random指向节点的下一个哦。理清思路，反复思考是解题的关键。

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