問題描述
這是從微博上看到的一個面試問題，描述如下：
給一個鏈表，如下定義：
1 struct Node 2 { 3 struct Node* next; 4 struct Node* random; 5 void*data; 6 };
其中random 指向鏈表中的任意一個節點或為空。
現在要求對一個這種鏈表進行深度復制(即復制得到的鏈表中節點的next, random指向新鏈表中的相對應位置)。
如下圖， 第一個是原鏈表，第二個是復制后的鏈表，現在要求盡可能快、省地完成這個復制過程。
簡單分析
這個問題的難點顯然就在於怎么設置新鏈表節點的random指針。
一種比較直觀的解法是類似於深度優先進行復制：
1) 復制節點A1，得到B1
2) 復制節點A1的random指向的節點NA1.
3) A1 = A1->next。
4) 如果A1不為空，重復以上動作。
但是上面的做法有問題，因為random是隨意指向鏈表中的節點，復制random與復制next的過程有重復，而上面的做法卻沒有檢查哪些節點是已經復制過的了。
為解決這個問題，我們可以在復制的過程中引入一個hash，用來保存哪些節點已經被復制過了。
1) 檢查hash,如果A1不在表中，對A1進行復制，得到B1， 並把A1放進hash表。
2) 檢查A1的random指向的節點NA1是否在hash中，如果NA1不在表中，對NA1進行復制，到NB1, 並把NA1放入hash表中。
3) A1 = A1->next;
4) 如果A1不為空，重復以上動作。
以上做法如果忽視檢查hash的時間消耗的話，時間復雜度為O(n), 但是空間復雜度也是O(n).
這個解決也可以接受了，也是比較容易想到的。
巧解
但事實還有一個比較巧的做法，細想一下，設置random的關鍵是新鏈表節點與舊鏈表節點之間要能建立起對應的關系。
這個關系應該怎樣建呢? 請看下圖
如圖，藍色節點是舊鏈表中的節點，紫色節點是新復制的節點，紅色線條是舊節點中的next，綠色線條是新節點中的next，藍色線條是新節點的random，黑色線條是舊節點的random。
算法如下 ：
1) 掃描舊鏈表，逐個節點復制，得到上圖中的長鏈表, 時間空間復雜度均為O(n)
2) 注意到上一步建立的新鏈表中，每個舊節點都指向了相對應的新節點。
剩下的問題就是怎么設置新節點的rando，現在開始設置新節點的random，及設置好新舊節點的next.
令A = A1;
a) 找到舊節點A的random指向的NA
b) B=A->next, B1是A1對應的新節點
c) NB = NA->next.
d) A->next = B->next; B->random = NB; B->next = A->next->next;
e) A = A->next
f) 如果A不為空，重復以上動作。
這個解法比較巧妙，它的優點是時間復雜度為O(n)， 且空間復雜度為O(1).
不好的地方嘛--這個解法需要修改原來的鏈表。