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题目难度: 中等

原题链接

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题目描述

请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。

示例 1：

• 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：

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

示例 3：

• 输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
• 输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

示例 4：

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

提示：

• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。
• 节点数目不超过 1000 。

题目思考

1. 如何处理 random 指针?

解决方案

思路

• 如果只有 next 指针的话很简单, 我们只需要对每个节点新建一个相同值的节点, 并保持指向关系, 逐个遍历过去即可
• 现在多了个 random 指针, 想要定位新的指向的节点, 一个比较自然的想法就是额外维护一个老节点到新节点的映射关系, 可以用字典来实现
• 第一遍遍历, 就只关注 next 部分, 并建立好映射关系
• 第二遍遍历, 考虑 random 部分, 找到对应的新链表的节点, 然后当前节点的 random 指针指向它即可

复杂度

• 时间复杂度O(N)
  • 每个节点只需要遍历两次
• 空间复杂度O(N)
  • 额外需要一个字典

代码

classSolution:defcopyRandomList(self,head:'Node')->'Node':ifnothead:returnNonemaps={}# 第一遍遍历, 建立新的链表, 以及老节点到新节点的映射关系copyHead=Node(head.val)origin,copy=head,copyHead maps[origin]=copywhileorigin.next:# 新建下一个节点, 并建立next关系copy.next=Node(origin.next.val)origin=origin.nextcopy=copy.nextmaps[origin]=copy# 第二遍遍历, 处理random指针部分origin,copy=head,copyHeadwhileorigin:iforigin.random:# 如果老节点random指针指向非空的话, 就将当前新节点也指向随机节点对应的新节点copy.random=maps[origin.random]origin=origin.nextcopy=copy.nextreturncopyHead

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