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LeetCode || Copy List with Random Pointer

A linked list is given such that each node contains an additional random pointer which could point to any node in the list or null.

Return a deep copy of the list.


思路1:最傻瓜的方法是首先遍历一次建立next关系的新list,然后第二次遍历处理random关系,对于每个有random结点的node,我们都从表头开始遍历寻找其random的结点,然后给新list的对应结点赋值,这样的话对于每一个node,寻找random需要花费O(N)时间,故总时间复杂度为O(N^2);这种方法会超时。


思路2:改进思路1,如果处理random关系的复制,使其复杂度降为O(N)?答案是要找到原node的random指向的结点在新list中对应的那个结点,如果能一下找到,那么就解决了;实现方法是使用一个map<old, new>,记录原node与新node的对应关系,然后进行两次遍历,第一次建立next关系的新list,第二次给新list建立random指向关系;代码如下:


/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * struct RandomListNode {
 *     int label;
 *     RandomListNode *next, *random;
 *     RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        map<RandomListNode *, RandomListNode *> mapNodes;
        RandomListNode *newList = NULL;
        RandomListNode *newHead = NULL;
        RandomListNode *p = head;
        
        if(head==NULL)
            return NULL;
        while(p!=NULL){
            RandomListNode *q = new RandomListNode(p->label);
            mapNodes[p] = q;
            if(newHead==NULL){
                newHead = q;
                newList = q;   
            }
            else{
                newList->next = q;
                newList = newList->next;
            }
            p = p->next; 
        }
        p = head;
        newList = newHead;
        while(p!=NULL){
            if(p->random!=NULL)
                newList->random = mapNodes[p->random];      //注意这里要用p->random而不是p
            p = p->next;
            newList = newList->next;
        }
        return newHead;     //返回值是newHead而不是newList,因为此时newList指向尾部
    }
};


思路3:思路2没有改变原list结构,但是使用了map,故需要额外的内存空间,如果原list解构可变,那么可以不必使用map记录映射关系,而是直接把复制的node放在原node的后面,这样结构变为:



上面为第一次遍历,第二次遍历时把红色的新node的random域赋值,规则是:

newNode->ranodm = oldNode->random->next;

然后第三次遍历把上面的链表拆分为两个即可。代码如下:


/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * struct RandomListNode {
 *     int label;
 *     RandomListNode *next, *random;
 *     RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        RandomListNode *newList = NULL;
        RandomListNode *newHead = NULL;
        RandomListNode *p = head;
        
        if(head==NULL)
            return NULL;
        while(p!=NULL){
            RandomListNode *q = new RandomListNode(p->label);
            q->next = p->next;
            p->next = q;
            
            p = q->next;
        }
        
        p = head;
        while(p!=NULL){
            if(p->random != NULL)
                p->next->random = p->random->next;
            p = p->next->next;
        }
        
        p = head;
        
        while(p!=NULL && p->next!=NULL){    //注意这里的条件,首先要判断p是否为null
            if(p==head){
                newHead = p->next;
                newList = newHead;
            }
            else{
                newList->next = p->next;
                newList = newList->next;
            }
            p->next = newList->next;
            p = p->next;
        }
        
        return newHead;     //返回值是newHead而不是newList,因为此时newList指向尾部
    }
};

参考链接:http://www.2cto.com/kf/201310/253477.html