复杂链表的复制——牛客offer

题目描述：

输入一个复杂链表（每个节点中有节点值，以及两个指针，一个指向下一个节点，另一个特殊指针指向任意一个节点），返回结果为复制后复杂链表的head。（注意，输出结果中请不要返回参数中的节点引用，否则判题程序会直接返回空）

数据结构：

public class RandomListNode {
    int label;                                             数据域
    RandomListNode next = null;            指向下一个结点
    RandomListNode random = null;       指向任意一个节点

    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}

解题思路：

1、遍历链表，复制链表中的每个结点，并将复制的结点插入到该结点的后面。例如，原链表为A->B->C, 遍历完毕后，链表变为A->A'->B->B'->C->C'，其中A‘，B'，C'是结点A，B，C的复制结点。

看图中，蓝色箭头为next指针：

 

复制结点后：

2、为复制结点的random指针赋值

如果原结点的random指针指向的是结点B，那么将复制结点的random指针指向结点B的复制结点B'。

图中黑色箭头为random指针：

复制结点的random指针赋值后：

3、将链表的原始结点与复制结点分割至两个链表，使原始结点构成一个链表，复制结点构成一个链表。

 

代码实现：

1、复制结点

 //1.加入copy结点
public void copyNodes(RandomListNode pHead){ RandomListNode walkNode=pHead; while(walkNode!=null){ RandomListNode cloneNode=new RandomListNode(walkNode.label); cloneNode.next=walkNode.next; walkNode.next=cloneNode; walkNode=cloneNode.next; } }

2、为复制结点的random指针域赋值

//2.为新copy结点的random域指定值
    public void initRandom(RandomListNode pHead){ RandomListNode walkNode=pHead; RandomListNode cwalkNode=pHead; while(walkNode!=null){ cwalkNode=walkNode.next; if(walkNode.random!=null){ cwalkNode.random=walkNode.random.next; } walkNode=cwalkNode.next; } }

3、将结点和复制结点分为两个链表

//3.将链表和其copy版本分为两个链表
     public RandomListNode split2list(RandomListNode pHead){ RandomListNode cpHead=pHead.next; RandomListNode walkNode=pHead; RandomListNode cwalkNode=cpHead; while(walkNode!=null){ walkNode.next=cwalkNode.next; walkNode=walkNode.next; if(walkNode==null){ cwalkNode.next=null; } else{ cwalkNode.next=walkNode.next; cwalkNode=cwalkNode.next; } } return cpHead; }

4、总的调用函数

public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead) { if(pHead==null){ return null; } copyNodes(pHead); initRandom(pHead); return split2list(pHead); }

全部代码

class RandomListNode {  2     int label;  3     RandomListNode next = null;  4     RandomListNode random = null;  5     RandomListNode(int label) {  6         this.label = label;  7  }  8 }  9 
public class copyList { 11      //1.加入copy结点
    public void copyNodes(RandomListNode pHead){ 13         RandomListNode walkNode=pHead; 14          while(walkNode!=null){ 15              RandomListNode cloneNode=new RandomListNode(walkNode.label); 16              cloneNode.next=walkNode.next; 17              walkNode.next=cloneNode; 18              walkNode=cloneNode.next; 19  } 20  } 21     //2.为新copy结点的random域指定值
     public void initRandom(RandomListNode pHead){ 23          RandomListNode walkNode=pHead; 24          RandomListNode cwalkNode=pHead; 25          while(walkNode!=null){ 26              cwalkNode=walkNode.next; 27              if(walkNode.random!=null){ 28                  cwalkNode.random=walkNode.random.next; 29  } 30              walkNode=cwalkNode.next; 31  } 32  } 33     //3.将链表和其copy版本分为两个链表
     public RandomListNode split2list(RandomListNode pHead){ 35          RandomListNode cpHead=pHead.next; 36          RandomListNode walkNode=pHead; 37          RandomListNode cwalkNode=cpHead; 38          while(walkNode!=null){ 39              walkNode.next=cwalkNode.next; 40              walkNode=walkNode.next; 41              if(walkNode==null){ 42                  cwalkNode.next=null; 43  } 44              else{ 45                  cwalkNode.next=walkNode.next; 46                  cwalkNode=cwalkNode.next; 47  } 48  } 49          return cpHead; 50  } 51      public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead) 52  { 53          if(pHead==null){ 54              return null; 55  } 56  copyNodes(pHead); 57  initRandom(pHead); 58          return split2list(pHead); 59  } 60      public static void main(String[]args){ 61             RandomListNode head = new RandomListNode(1);
            RandomListNode node2 = new RandomListNode(2);
            RandomListNode node3 = new RandomListNode(3);
            RandomListNode node4 = new RandomListNode(4);
            RandomListNode node5 = new RandomListNode(5); 70             head.next = node2; 71             node2.next = node3; 72             node3.next = node4; 73             node4.next = node5; 74             head.random = node3; 75             node2.random = node5; 76             node4.random = node2; 77             copyList s = new copyList(); 78             RandomListNode copyList=s.Clone(head); 79             System.out.print(copyList.label + " "); 80 // while (copyList != null) 81 // { 82 // System.out.print(copyList.label + " ") 83 // copyList = copyList.next; 84 // }
 } 86 }