剑指Offer之复杂链表的复制

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）

解题思路一：

1、遍历链表，复制每个结点，如复制结点A得到A1，将结点A1插到结点A后面；
2、重新遍历链表，复制老结点的随机指针给新结点，如A1.random = A.random.next;
3、拆分链表，将链表拆分为原链表和复制后的链表

时间复杂度：$O(n)$, 空间复杂度：$O(n)$.

/*
struct RandomListNode {
    int label;
    struct RandomListNode *next, *random;
    RandomListNode(int x) :
            label(x), next(NULL), random(NULL) {
    }
};
*/
/*
*解题思路：
*1、遍历链表，复制每个结点，如复制结点A得到A1，将结点A1插到结点A后面；
*2、重新遍历链表，复制老结点的随机指针给新结点，如A1.random = A.random.next;
*3、拆分链表，将链表拆分为原链表和复制后的链表
*/
class Solution {
public:
 RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
    {
        if(!pHead) return NULL;
        RandomListNode *currNode = pHead;
        // 复制next    如原来是A->B->C 变成A->A'->B->B'->C->C'
        while(currNode){
            RandomListNode *node = new RandomListNode(currNode->label);
            node->next = currNode->next;
            currNode->next = node;
            currNode = node->next;
        }
        currNode = pHead;
        // 复制random   
        // 如果原始链表上的节点N的random指向S，则对应的复制节点N'的random指向S的下一个节点S'
        while(currNode){
            RandomListNode *node = currNode->next;
            if(currNode->random)
            {               
                node->random = currNode->random->next;
            }
            currNode = node->next;
        }
        //拆分
        RandomListNode *pCloneHead = pHead->next;
        RandomListNode *tmp;
        currNode = pHead;
        while(currNode->next){
            tmp = currNode->next;
            currNode->next =tmp->next;
            currNode = tmp;
        }
        return pCloneHead;
    }
};

解题思路二：

首先遍历一遍原链表，创建新链表（赋值label和next），用map关联对应结点；再遍历一遍，更新新链表的random指针。（注意map中应有NULL —-> NULL的映射）

时间复杂度：$O(n)$, 空间复杂度：$O(n)$.

/*
struct RandomListNode {
    int label;
    struct RandomListNode *next, *random;
    RandomListNode(int x) :
            label(x), next(NULL), random(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
    {
        if(pHead==NULL) return NULL;
 
        map<RandomListNode*,RandomListNode*> m;
        RandomListNode* pHead1 = pHead;
        RandomListNode* pHead2 = new RandomListNode(pHead1->label);
        RandomListNode* newHead = pHead2;
        m[pHead1] = pHead2;
        while(pHead1){
            if(pHead1->next) pHead2->next = new RandomListNode(pHead1->next->label);
            else pHead2->next = NULL;
            pHead1 = pHead1->next;
            pHead2 = pHead2->next;
            m[pHead1] = pHead2;
        }
 
        pHead1 = pHead;
        pHead2 = newHead;
        while(pHead1){
            pHead2->random = m[pHead1->random];
            pHead1 = pHead1->next;
            pHead2 = pHead2->next;
        }
        return newHead;
    }
};