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难度:中等
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:
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]]
结点结构如下:
class Node {
int val;
Node next;
Node random;
public Node(int val) {
this.val = val;
this.next = null;
this.random = null;
}
}
解题过程
[注:本方法主要使用递归,由于本人对于递归理解不是很好,本题是一个很好的锻炼机会,其他方法参考:https://leetcode-cn.com/problems/fu-za-lian-biao-de-fu-zhi-lcof/solution/fu-za-lian-biao-de-fu-zhi-by-leetcode-so-9ik5/]
本题要求复制链表,可能乍一看没有什么难处,但是此题比较大的难处在于random指针如何指向未生成的结点,
比如说我现在复制到第一个结点,但是第一个结点的random属性是指向第3个结点的,那么此时如何才能不破坏生成顺序的前提下,将复制后的结点指向random结点呢?(先作为一个思考)
首先考虑一个问题,如果不算random属性的特殊性,则本题相当于单链表的复制
那么简单的单链表的复制怎么写呢?简单的实现方式如下所示:(递归方法)
private ListNode recur(ListNode node){
if (node == null) {
return null;
}
ListNode curr = new ListNode(node.val);
curr.next = recur(node.next);
return curr;
}
我们首先要清楚,添加操作需要添加结点(curr)和添加位置前一个结点(prev)(因为需要更改next指针,如prev.next=curr)
那我们可以利用递归的方法,在递归之前将所有结点都创建出来,这时候只需要考虑如何将每个结点next指针赋值给前一个就好了
比较好的方法就是在递归返回的过程中,将每一个新建结点都返回,这样我们就得到每一次递归的curr结点和prev结点,
当递归完成后,正好返回的结点也是我们需要的新链表的头结点。
这是简单的单链表的复制方法,现在我们回到题目中,就会发现此题和单链表相似,只要解决了random指针的指向就完成本题了
如果结点的复制可以正常的参考单链表的复制,random指针指向的结点可以使用一个HashMap进行存储
可以将旧链表的结点作为HashMap的key值,新链表的结点作为value值,
当给random赋值的时候检查旧链表的结点的random是否指向null,如果指向null则新链表的结点的random也指向null
如果不指向null,则需要寻找旧链表结点的random值在HashMap中的key,可以找到对应新链表结点,将random值赋值即可。
public Node copyRandomList(Node head) {
return recur(head);
}
private Map<Node,Node> map = new HashMap<>();
private Node recur(Node node){
if (node == null){
return null;
}
Node curr = new Node(node.val);
map.put(node, curr);
curr.next = recur(node.next);
curr.random = node.random == null? null : map.get(node.random);
return curr;
}