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。

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

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]]

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

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

解题思路以及代码

解法1

时间复杂度O(N)

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    struct Node*cur=head,*copy=NULL,*next=NULL;
    while(cur)
    {
        next=cur->next;
        //拷贝源结点
        copy=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        copy->val=cur->val;
        copy->next=next;
        cur->next=copy;

        //迭代
        cur=next;
    }

    //更新random
    cur=head;
    while(cur)
    {
        copy=cur->next;
        next=copy->next;

        if(cur->random == NULL)
        {
            copy->random=NULL;
        }
        else
        {
            copy->random=cur->random->next;
        }

        //迭代
        cur=next;
    }
    //把拷贝结点拿下来尾插，并恢复原链表
    cur=head;
    struct Node* copyhead=NULL,*copytail=NULL;
    while(cur)
    {
        copy=cur->next;
        next=copy->next;
        //尾插
        if(copytail == NULL)
        {
            copyhead=copytail=copy;
        }
        else
        {
            copytail->next=copy;
            copytail=copytail->next;
        }

        //恢复原链表
        cur->next=next;
        //迭代
        cur=next;
    }

    return copyhead;
}

解法2

暴力求解时间复杂度O(N^2)

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    //解法2
    //复制每个结点然后链接起来
    struct Node*cur=head,*copy=NULL,*copyhead=NULL,*copytail=NULL;
    while(cur)
    {
        copy=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        copy->val=cur->val;
        copy->next=copy->random=NULL;
        //链接
        if(copytail == NULL)
        {
            copyhead=copytail=copy;
        }
        else
        {
            copytail->next=copy;
            copytail=copytail->next;
        }
        cur=cur->next;
    }
    //更新random
    cur=head;
    copy=copyhead;
    while(cur)
    {
        struct Node*searchRDom=head;
        int count=1;
        if(cur->random == NULL)
        {
            copy->random=NULL;
        }
        else
        {
            //寻找copy的random是原链表中第几个
            while(cur->random != searchRDom)
            {
                searchRDom=searchRDom->next;
                ++count;
            }
            //链接copy的random
            struct Node*copyrandom=copyhead;
            while(--count)
            {
                copyrandom=copyrandom->next;
            }
            copy->random=copyrandom;
        }
        //迭代
        cur=cur->next;
        copy=copy->next;

    }
    return copyhead;
}