题目：
138. 随机链表的复制
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。要求：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。注意：复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点
示例：
思路一：暴力求解
1.拷贝链表
2.处理拷贝链表每个节点的random指针，这里封装一个函数来实现~
通过分析，思路一的时间复杂度应该是O（N^2），这是一种很直观的思路，下面我们来实现
1.拷贝链表，代码如下：
struct Node *copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)),*p;
p = copy;
struct Node *cur = head;//cur指向原链表的头节点
while(cur!=NULL)
{
struct Node *curcopy=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
curcopy->val=cur->val;
curcopy->random=NULL;
copy->next=curcopy;//copy是curcopy的前驱，起着拷贝链表的连接作用
copy = copy->next;//copy往后走
cur=cur->next;//cur往后走
}
copy->next=NULL;//当cur = NULL后的处理
2.处理拷贝链表每个节点的random指针，代码如下：
cur=head;//让在第一步使用过的cur回到原链表的头
copy=p->next;//让在第一步使用过的copy来到拷贝链表的头
while(cur!=NULL)
{
if(cur->random==NULL)
{
copy->random=NULL;
}
else
{
//find函数是用来找到random指向的节点
copy->random=find(head,p->next,cur->random);
}
copy=copy->next;
cur=cur->next;
}find函数的实现代码如下：
//find函数找到random指向的节点
//head为原链表的头，copy为拷贝链表的头，dest为目标
struct Node* find(struct Node* head,struct Node* copy,struct Node* dest)
{
while(head!=dest)
{
head=head->next;
copy=copy->next;
}
return copy;
}下面我们将第一步与第二步的代码整合起来，就形成完整的代码
struct Node* find(struct Node* head,struct Node* copy,struct Node* dest);
struct Node* copyRandomList(struct Node* head)
{
if(head == NULL) return NULL;
struct Node *copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)),*p;
p = copy;
struct Node *cur = head;
while(cur!=NULL)
{
struct Node *curcopy=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
curcopy->val=cur->val;
curcopy->random=NULL;
copy->next=curcopy;
copy = copy->next;
cur=cur->next;
}
copy->next=NULL;
cur=head;
copy=p->next;
while(cur!=NULL)
{
if(cur->random==NULL)
{
copy->random=NULL;
}
else
{
copy->random=find(head,p->next,cur->random);
}
copy=copy->next;
cur=cur->next;
}
return p->next;//返回拷贝链表的头
}
//find函数找到random指向的节点
struct Node* find(struct Node* head,struct Node* copy,struct Node* dest)
{
while(head!=dest)
{
head=head->next;
copy=copy->next;
}
return copy;
}
虽然时间复杂度为O（N^2），但力扣居然给过了
不过这里要说的是，这样暴力的思路往往不是面试官心中的答案，所以下面我们来看一下更优的思路二
思路二：
1.插入拷贝节点在原节点的后面
2.控制拷贝节点的random
copy -> random = cur ->random->next(这句是精华)
3.解下拷贝节点，同时恢复原链表的指向
思路二的巧妙就在于它在建立拷贝链表时就和原链表有了联系，有了这种联系，之后处理random指针就能更高效,直接就能找到、、
我们看一下思路二的时间复杂度，已经变成了O（N），这就非常的nice
下面我们就来实现这个思路
第一步：插入拷贝节点在原节点的后面，代码如下
struct Node* cur = head;//cur在原节点的头
while (cur != NULL)//第一步
{
struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
copy->val = cur->val;
//插入
copy->next = cur->next;
cur->next = copy;
//继续往下
cur = copy->next;
}第二步：控制拷贝节点的random，代码如下
cur = head;//恢复cur到原节点的头
while (cur != NULL) //第二步
{
struct Node* curcopy = cur->next;//拷贝节点
if (cur->random == NULL)
curcopy->random = NULL;
else
curcopy->random =cur->random->next;
cur = curcopy->next;
}第三步：解下拷贝节点使其成为独立的链表，同时恢复原链表的指向，代码如下
cur = head;//恢复cur到原节点的头
//第三步
struct Node* copyhead=NULL,*copytail=NULL;//定义拷贝链表的头和尾
while (cur != NULL)
{
struct Node* curcopy = cur->next;
struct Node* curnext = curcopy->next;// curnext是原链表cur的下一个节点
//通过尾插使拷贝节点成为独立的链表
if(copyhead == NULL)//处理头
copyhead = copytail = curcopy;
else //处理其他情况
{
copytail->next = curcopy;
copytail = copytail->next;
}
cur->next= curnext;//恢复原链表的指向
cur = curnext;//cur往后走
}下面我们将这三步的代码整合起来，就形成完整的代码
struct Node* copyRandomList(struct Node* head)
{
if (head == NULL) return NULL;
struct Node* cur = head;//cur在原节点的头
while (cur != NULL)//第一步
{
struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
copy->val = cur->val;
//插入
copy->next = cur->next;
cur->next = copy;
//继续往下
cur = copy->next;
}
cur = head;//恢复cur到原节点的头
while (cur != NULL) //第二步
{
struct Node* curcopy = cur->next;//拷贝节点
if (cur->random == NULL)
curcopy->random = NULL;
else
curcopy->random =cur->random->next;
cur = curcopy->next;
}
cur = head;
//第三步
struct Node* copyhead=NULL,*copytail=NULL;
while (cur != NULL)
{
struct Node* curcopy = cur->next;
struct Node* curnext = curcopy->next;// curnext是原链表cur的下一个节点
if(copyhead == NULL)
copyhead = copytail = curcopy;
else
{
copytail->next = curcopy;
copytail = copytail->next;
}
cur->next= curnext;//恢复原链表
cur = curnext;
}
return copyhead;//返回拷贝链表的头
}代码走起来
就过了
好啦，到此为止，今天的随机链表的复制问题就结束啦，如果文中分析，题解代码有不足的地方欢迎大家在评论区讨论和指正
让我们在接下来的时间里一起学习，一起进步吧~
![[newstarctf2023] --RE wp](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f8efec8c9d89046a9ff6a1cabfe0a109.png)
