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随机链表的复制

题目

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 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

提示：

0 <= n <= 1000 -104 <= Node.val <= 104 Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

思路

• 哈希表
  • HashMap<Node, Node>
  • 新旧节点的映射
• 一次遍历
  • 拷贝所有节点
  • 补全 next 以及 random

代码

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
*/

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        // Init: HashMap, nhead
        Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
        Node nhead = null;
        // Traverse 1: Copy One By One
        Node cur = head;
        while (cur != null) {
            // Create
            int val = cur.val;
            Node tmp = new Node(val);
            // Put Into Hash
            map.put(cur, tmp);
            cur = cur.next;
        }
        // Traverse 2: Connect
        cur = head;
        nhead = map.get(head);
        Node ncur = nhead;
        while (cur != null) {
            // Next, Random
            Node old_next = cur.next;
            Node old_random = cur.random;
            // Connect
            ncur.next = map.get(old_next);
            ncur.random = map.get(old_random);
            // Flag
            cur = cur.next;
            ncur = ncur.next;
        }

        return nhead;
    }
}