复制带随机指针的链表

力扣 138. 复制带随机指针的链表

题目说明

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。
说明：
- 0 <= n <= 1000
- -10000 <= Node.val <= 10000
- Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。

示例

示例 1：

1 2	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：

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

示例 3：

1 2	输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]] 输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

示例 4：

1
2
3

输入：head = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

笔者理解

此题是一道链表算法问题，在力扣题库中被定义为中等题。

解法

当笔者阅读完此题后，发现此题需要注意的是random指针，在这里我们采用在原链节点后面复制一个节点，再进行random指针的复制操作，这样相对更方便一点，之后再进行分离即可，让我们来看看具体如何实现的吧。

实现

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
*/

class Solution {
    /* 
     * 链表
     * 复制分离
     */
    public Node copyRandomList(Node head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        Node node = head;

        // 复制原链表
        while (node != null) {
            // 复制node的后继节点
            Node copy = new Node(node.val, node.next, null);
            // 借用temp存储当前节点的后继节点
            Node temp = node.next;
            // 将节点的后继节点指定为复制后的节点
            node.next = copy;
            // 继续操作原来的下一个节点
            node = temp;
        }

        node = head;

        // 添加random指针
        while (node != null) {
            node.next.random = node.random == null? null: node.random.next;
            node = node.next.next;
        }

        // 分离原链表和复制链表
        node = head;
        Node copyNode = head.next;
        while (node.next != null) {
            // 逐个节点操作，将每个节点的next都指向next.next
            Node temp = node.next;
            node.next = node.next.next;
            node = temp;
        }

        return copyNode;
    }
}