leetcode原题链接：复制带随机指针的链表

题目描述

       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 1：

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：

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

示例 3：

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。

解题方法：map映射法，用map保存旧链表的每一个节点到新链表的每一个节点的映射。

C++代码

#include <iostream>
#include <memory> // std::shared_ptr
#include <map>
/*
// 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:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (!head) {
            return head;
        }
        Node *p = head; //旧链表
        std::shared_ptr<Node> dummy_node(new Node(0));
        Node* p1 = dummy_node.get();//p1始终指向最后一个已经copy过的节点
        std::map<Node*, Node*> mp;
        // 先生成旧链表，更新value和next
        while (p) {
            Node* new_node = new Node(p->val);
            mp[p] = new_node;//生成旧链表节点到新链表节点的映射
            p1->next = new_node; //p1始终指向新链表最后一个已经copy过的节点
            //更新指针
            p = p->next;
            p1 = p1->next;
           
        }
        // 更新新链表每个节点的random指针
        p = head;
        p1 = dummy_node->next;
        while(p && p1) {
            Node* p_rand_node = p->random;
            if (p_rand_node && mp.count(p_rand_node)) {
                p1->random = mp[p_rand_node];
            }
            p = p->next;
            p1 = p1->next;
        }
        return dummy_node->next;
    }
};