一、前言

本系列文章為《劍指Offer》刷題筆記。

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二、題目

輸入一個復雜鏈表（每個節點中有節點值，以及兩個指針，一個指向下一個節點，另一個特殊指針指向任意一個節點），返回結果為復制後復雜鏈表的head。（註意，輸出結果中請不要返回參數中的節點引用，否則判題程序會直接返回空）

1、思路

大部分人首先想到的可能是先復制復雜指針的label和next，然後再查找random並更新。查找random又分為兩種，一種是每次都從頭查找，時間復雜度為O(n^2)；另一種是空間換時間，復制label和next的同時建立一個hash表來存放新舊復雜指針的對應關系，所以後續只需一步就能找到random，算法時間復雜度為O(n)。

我們這裏將復雜鏈表的復制過程分解為三個步驟。在寫代碼的時候我們每一步定義一個函數，這樣每個函數完成一個功能，整個過程的邏輯也就非常清晰明了了。

我們這裏采用三步：

• 第一步：復制復雜指針的label和next。但是這次我們把復制的結點跟在元結點後面，而不是直接創建新的鏈表；
• 第二步：設置復制出來的結點的random。因為新舊結點是前後對應關系，所以也是一步就能找到random；
• 第三步：拆分鏈表。奇數是原鏈表，偶數是復制的鏈表。

有圖思路更清晰：

C++：

/*
struct RandomListNode {
    int label;
    struct RandomListNode *next, *random;
    RandomListNode(int x) :
            label(x), next(NULL), random(NULL) {
    }
};
 
*/
class Solution {
public:
    
    //第一步，復制復雜指針的label和next
    void CloneNodes(RandomListNode* pHead){
        RandomListNode* pNode = pHead;
        while(pNode != NULL){
            RandomListNode* pCloned = new RandomListNode(0);
            pCloned->label = pNode->label;
            pCloned
 
->next = pNode->next;
            pCloned->random = NULL;
            
            pNode->next = pCloned;
            pNode = pCloned->next;
        }
    }
    
    //第二步，處理復雜指針的random
    void ConnectSiblingNodes(RandomListNode* pHead){
        RandomListNode* pNode = pHead;
        while(pNode != NULL){
            RandomListNode* pCloned = pNode->next;
            if(pNode->random != NULL){
                pCloned->random = pNode->random->next;
            }
            pNode = pCloned->next;
        }
    }
    
    //第三步，拆分復雜指針
    RandomListNode* ReconnectNodes(RandomListNode* pHead){
        RandomListNode* pNode = pHead;
        RandomListNode* pClonedHead = NULL;
        RandomListNode* pClonedNode = NULL;
        
        if(pNode != NULL){
            pClonedHead = pClonedNode = pNode->next;
            pNode->next = pClonedNode->next;
            pNode = pNode->next;
        }
        
        while(pNode != NULL){
            pClonedNode->next = pNode->next;
            pClonedNode = pClonedNode->next;
            pNode->next = pClonedNode->next;
            pNode = pNode->next;
        }
        return pClonedHead;
    }
    
    RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
    {
        CloneNodes(pHead);
        ConnectSiblingNodes(pHead);
        return ReconnectNodes(pHead);
    }
};

劍指Offer（二十五）：復雜鏈表的復制