链表:138. 复制带随机指针的链表(中等)

    给你一个长度为 n 的链表,每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ,该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

    构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成,其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点,并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

    例如,如果原链表中有 X 和 Y 两个节点,其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ,同样有 x.random --> y 。

    返回复制链表的头节点。

    用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示:

        val:一个表示 Node.val 的整数。

        random_index:随机指针指向的节点索引(范围从 0 到 n-1);如果不指向任何节点,则为  null 。

    你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

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]]


解题思路:1.如果没有random指针,可以直接遍历链表进行复制。

                   2.现在题中存在random指针,当我们拷贝节点时,「当前节点的random指针指向的节点」可能还没创建。

                   3.采用递归回溯的方法,遍历该链表的过程中,我们检查「当前节点的next节点」和「当前节点的random指针指向的节点」的创建情况。如果这两个节点中的任何一个节点的新节点没有被创建,我们都立刻递归地进行创建。当我们拷贝完成,回溯到当前层时,我们即可完成当前节点的指针赋值。

                   4.注意:一个节点可能被多个其他节点指向,因此我们可能递归地多次尝试拷贝某个节点,为了防止重复拷贝,首先创建哈希表记录每一个节点对应新节点的创建情况,然后检查当前节点是否被拷贝过,如果已经拷贝过,我们可以直接从哈希表中取出拷贝后的节点的指针并返回即可。

class Solution {

    Map<Node, Node> cachedNode = new HashMap<Node, Node>();  //创建哈希表记录每一个节点对应新节点的创建情况

    public Node copyRandomList(Node head) {

        if (head == null) {

            return null;

        }

        if (!cachedNode.containsKey(head)) { // 检查当前节点是否被拷贝过

            Node headNew = new Node(head.val); // 复制

            cachedNode.put(head, headNew); // 记录每一个节点对应新节点的创建情况

            headNew.next = copyRandomList(head.next); // 递归地进行创建当前新节点的next节点

            headNew.random = copyRandomList(head.random);  // 递归地进行创建当前新节点的 random 节点

        }

        return cachedNode.get(head); // 如果已经拷贝过,直接从哈希表中取出拷贝后的节点的指针并返回

    }

}

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