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劍指offer_面試題26_複雜連結串列的複製

題目:請實現函式ComplexListNode * Clone(ComplexListNode * pHead),複製一個複雜連結串列。在複雜連結串列中,每個結點除了有一個 m_pNext 指標指向下一個結點外,還有一個 m_pSibling 指向連結串列中的任意結點或者NULL。

複雜連結串列結構定義如下:

typedef struct Node{
    int m_nValue;
    struct Node *m_pNext;
    struct Node *m_pSibling;
}ComplexListNode;
方法一:

過程分析:

1、第一步複製原始連結串列上的每一個結點,並用 m_pNext 連結起來;

2、第二步設定每個結點的 m_pSibling 指標。

規律總結:

1、由於 m_pSibling 指標可能指向任意位置,因此需要有一個臨時指標遍歷,當遍歷到的結點的資料 等於 m_pSibling 指標 指向的結點的資料,說明臨時指標指向的位置就是 新連結串列 m_pSibling 指標 的值。不過前提是 連結串列中沒有重複結點。

2、如有重複結點,則需要 記錄 臨時指標 走了多少步 才到原 m_pSibling 指向的結點。然後複製連結串列也走這麼多步。

時間複雜度:O(n^2)

演算法如下:

/* 複製新的連結串列,使用了遞迴 */
ComplexListNode* CloneNode_own(ComplexListNode *pHead)
{
    if(NULL == pHead)
        return pHead;

    ComplexListNode *pCloned = new ComplexListNode;
    pCloned->m_nValue = pHead->m_nValue;
    pCloned->m_pSibling = NULL;
    pCloned->m_pNext = CloneNode_own(pHead->m_pNext);

    return pCloned;
}

/* 指定 m_pSibling,使用的是總結的規律1 */
ComplexListNode* ConnectSiblingNodes_own(ComplexListNode *pHead,ComplexListNode *pClonedHead)
{
    if(NULL == pHead || NULL == pClonedHead)
        return pClonedHead;

    ComplexListNode *pNode = pHead;
    ComplexListNode *pClonedNode = pClonedHead;

    while(pClonedNode != NULL)
    {
        if(pNode->m_pSibling != NULL)
        {
            ComplexListNode *temp = pClonedHead;     /**ComplexListNode *temp = pClonedNode; 不要這樣寫,因為m_pSibling可能指向前面*/
            while(temp->m_nValue != pNode->m_pSibling->m_nValue)
            {
                temp = temp->m_pNext;
            }
            pClonedNode->m_pSibling = temp;
        }
        pClonedNode = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;    /**這一步不要忘*/
    }

    return pClonedHead;
}

方法二:

第一步:根據原始連結串列的每個結點 N 建立對應的 N' ,並且將 N' 接在 N 的後面。


第二步:設定複製出來的結點的 m_pSibling 。假設原始連結串列上的 N 的 m_pSibling 指向結點 S,那麼其對應賦值出來的 N' 是 N 的 m_pNext 指向的結點,同樣 S' 也是 S 的 m_pNext 指向的結點。


第三步:將兩個連結串列拆分成兩個連結串列。

時間複雜度:O(n)

演算法如下:

/**第一步:複製原始連結串列的結點N並建立新結點N‘,再把N‘連結到N的後面*/
void CloneNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        ComplexListNode* pCloned = new ComplexListNode();
        pCloned->m_nValue = pNode->m_nValue;
        pCloned->m_pNext = pNode->m_pNext;
        pCloned->m_pSibling = NULL;

        pNode->m_pNext = pCloned;

        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

/**第二步:設定賦值出來的結點的 m_pSibling */
void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        ComplexListNode* pCloned = pNode->m_pNext;
        if(pNode->m_pSibling != NULL)
        {
            pCloned->m_pSibling = pNode->m_pSibling->m_pNext;
        }

        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

/**第三步:將長連結串列分割成兩個連結串列*/
ComplexListNode* ReconnectNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    ComplexListNode* pClonedHead = NULL;
    ComplexListNode* pClonedNode = NULL;

    if(pNode != NULL)
    {
        pClonedHead = pClonedNode = pNode->m_pNext;
        pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }

    while(pNode != NULL)
    {
        pClonedNode->m_pNext = pNode->m_pNext;
        pClonedNode = pClonedNode->m_pNext;

        pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }

    return pClonedHead;
}

ComplexListNode* Clone(ComplexListNode* pHead)
{
    CloneNodes(pHead);
    ConnectSiblingNodes(pHead);
    return ReconnectNodes(pHead);
}

總結:

這道題比較難理解,需要一步步分析,就比如方法二的第三步,需要有想象,一個拆線,連線的過程

/* 點滴積累,我的一小步 */