题目

请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。

思路

方法一：哈希表

利用哈希表的查询特点，构建 原链表节点 和 新链表对应节点 的键值对映射关系: <原 cur 节点, 新 cur 节点>，再遍历构建新链表各节点的 next 和 random引用指向即可。

用哈希表dic记录原、新节点的对应关系是为了后续新链表节点的引用指向

流程如下：

java代码如下：

class Solution {
	public Node copyRandomList(Node head){
		if(head == null) return null;
		Node cur = head;
		Map<Node,Node> map = new HashMap<>();//哈希表用来做原链表节点和新链表节点的映射关系
		 // 复制各节点，并建立 “原节点 -> 新节点” 的 Map 映射
		 while(cur != null){
		 	map.put(cur, new Node(cur.val));
		 	cur = cur.next;
		 }
		 //新链表复制完成后，从头开始构造新链表节点引用指向
		 cur = head;//从头结点开始
		 //构建新链表的next和random指向
		 while(cur != null){
		 	map.get(cur).next = map.get(cur.next);//map.get(cur)相当于是从哈希表中获取新链表节点cur'，cur为key，获得的是value即新链表节点
		 	map.get(cur).random = map.get(cur.random);
		 	cur = cur.next;
		 }
		 //返回新链表的头结点
		 return map.get(head);
	}
}

方法二：拼接 + 拆分

考虑构建 原节点 1 -> 新节点 1 -> 原节点 2 -> 新节点 2 -> …… 的拼接链表，如此便可在访问原节点的 random 指向节点的同时找到新对应新节点的 random 指向节点。

1. 复制各节点，构建拼接链表：原节点 1 -> 新节点 1 -> 原节点 2 -> 新节点 2 -> ……
2. 构建新链表各节点的random指向：当访问原节点 cur 的随机指向节点 cur.random 时，对应新节点 cur.next 的随机指向节点为 cur.random.next
3. 拆分原 / 新链表：设置 pre / cur 分别指向原 / 新链表头节点，遍历执行 pre.next = pre.next.next 和 cur.next = cur.next.next 将两链表拆分开
4. 返回新链表的头节点 res 即可

流程图如下：

java代码如下：

class Solution {
	public Node copyRandomList(Node head){
		if(head == null) return null;
		Node cur = head;
		//1.复制各节点，并构建拼接链表（相当于创建一个值等于原节点的新节点并插入进去）
		while(cur != null){
			Node tmp = new Node(cur.val);//创建相同值的新节点
			//在原节点后插入新节点
			tmp.next = cur.next;
			cur.next = tmp;
			//继续插入下一个新节点
			cur = tmp.next;
		}
		// 2. 构建各新节点的 random 指向
		cur = head;
		while(cur != null){
			if(cur.random != null){
				cur.next.random = cur.random.next;//cur.next表示cur对应的新节点，cur.random.next表示cur.random对应的新节点
			}
			cur = cur.next.next;
		}
		// 3. 拆分两链表
		cur = head.next;
		Node pre = head;
		Node res = head.next;//保存新链表头节点，用于最后返回
		while(cur.next != null){
			pre.next = pre.next.next;
			cur.next = cur.next.next;
			//继续往后判断
			pre = pre.next;
			cur = cur.next;
		}
		pre.next = null;//单独处理原链表尾节点
		return res;//返回新链表头节点
	}
}