LeetCode 138. 复制带随机指针的链表（C++）

news2025/1/11 4:04:11

思路：
用哈希表实现，创建一个哈希表来对应原链表中的每一个节点，这样也可以将原链表中的所有结点的next和random关系映射到哈希表复制链表中。
原题链接：https://leetcode.cn/problems/copy-list-with-random-pointer/description/?favorite=2ckc81c

1.题目如下：

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：

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

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

示例 3：

在这里插入图片描述

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

提示：

0 <= n <= 1000
-104 <= Node.val <= 104
Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

2.代码如下：

/*
// 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:
//思路一：用哈希表;空间换时间
/*
    来哈希表表达新链表和原链表节点之间的关系，从而实现指针映射；空间O(n) 时间O(n)
    其实这里的nodeList可以不要的，直接在map里面遍历也可以
*/
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if(!head){
            return head;
        }
        unordered_map <Node*,Node*> nodeMap;
        //vector<Node*> nodeList1;
        //vector<Node*> nodeList2;
        Node* temp=head;
        while(temp!=nullptr){
            int val=temp->val;
            Node* newNode=new Node(val);
            nodeMap[temp]=newNode;
            //nodeList1.push_back(temp);
            //nodeList2.push_back(newNode);
            temp=temp->next;
        }
        /*
        for(int i=0;i<nodeList2.size();i++){
            if(i<nodeList2.size()-1){
                nodeList2[i]->next=nodeList2[i+1];
            }
            else{
                nodeList2[i]->next=nullptr;
            }
            nodeList2[i]->random=nodeMap[nodeList1[i]->random];
        }
        return nodeList2[0];
        */
        temp=head;
        while(temp!=nullptr){
            nodeMap[temp]->next=nodeMap[temp->next];
            nodeMap[temp]->random=nodeMap[temp->random];
            temp=temp->next;
        }
        return nodeMap[head];
    }
};