复杂链表的复制——牛客offer

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）

数据结构：

public class RandomListNode {
    int label;                                             数据域
    RandomListNode next = null;            指向下一个结点
    RandomListNode random = null;       指向任意一个节点

    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}

解题思路：

1、遍历链表，复制链表中的每个结点，并将复制的结点插入到该结点的后面。例如，原链表为A->B->C, 遍历完毕后，链表变为A->A'->B->B'->C->C'，其中A‘，B'，C'是结点A，B，C的复制结点。

看图中，蓝色箭头为next指针：

 

复制结点后：

2、为复制结点的random指针赋值

如果原结点的random指针指向的是结点B，那么将复制结点的random指针指向结点B的复制结点B'。

图中黑色箭头为random指针：

复制结点的random指针赋值后：

3、将链表的原始结点与复制结点分割至两个链表，使原始结点构成一个链表，复制结点构成一个链表。

 

代码实现：

1、复制结点

 //1.加入copy结点
public void copyNodes(RandomListNode pHead){
        RandomListNode walkNode=pHead;
         while(walkNode!=null){
             RandomListNode cloneNode=new RandomListNode(walkNode.label);
             cloneNode.next=walkNode.next;
             walkNode.next=cloneNode;
             walkNode=cloneNode.next;
         }        
}

2、为复制结点的random指针域赋值

//2.为新copy结点的random域指定值
    public void initRandom(RandomListNode pHead){
         RandomListNode walkNode=pHead;
         RandomListNode cwalkNode=pHead;
         while(walkNode!=null){
             cwalkNode=walkNode.next;
             if(walkNode.random!=null){
                 cwalkNode.random=walkNode.random.next;
             }
             walkNode=cwalkNode.next;
         }
}

3、将结点和复制结点分为两个链表

//3.将链表和其copy版本分为两个链表
     public RandomListNode split2list(RandomListNode pHead){
         RandomListNode cpHead=pHead.next;
         RandomListNode walkNode=pHead;
         RandomListNode cwalkNode=cpHead;
         while(walkNode!=null){
             walkNode.next=cwalkNode.next;
             walkNode=walkNode.next;
             if(walkNode==null){
                 cwalkNode.next=null;
             }
             else{
                 cwalkNode.next=walkNode.next;
                 cwalkNode=cwalkNode.next; 
             }
         }
         return cpHead;
     }

4、总的调用函数

public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead)
{
         if(pHead==null){
             return null;
         }
         copyNodes(pHead);
         initRandom(pHead);
         return split2list(pHead);
 }

全部代码

class RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode next = null;
    RandomListNode random = null;
    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}

public class copyList {
     //1.加入copy结点
    public void copyNodes(RandomListNode pHead){
        RandomListNode walkNode=pHead;
         while(walkNode!=null){
             RandomListNode cloneNode=new RandomListNode(walkNode.label);
             cloneNode.next=walkNode.next;
             walkNode.next=cloneNode;
             walkNode=cloneNode.next;
         }        
     }
    //2.为新copy结点的random域指定值
     public void initRandom(RandomListNode pHead){
         RandomListNode walkNode=pHead;
         RandomListNode cwalkNode=pHead;
         while(walkNode!=null){
             cwalkNode=walkNode.next;
             if(walkNode.random!=null){
                 cwalkNode.random=walkNode.random.next;
             }
             walkNode=cwalkNode.next;
         }
     }
    //3.将链表和其copy版本分为两个链表
     public RandomListNode split2list(RandomListNode pHead){
         RandomListNode cpHead=pHead.next;
         RandomListNode walkNode=pHead;
         RandomListNode cwalkNode=cpHead;
         while(walkNode!=null){
             walkNode.next=cwalkNode.next;
             walkNode=walkNode.next;
             if(walkNode==null){
                 cwalkNode.next=null;
             }
             else{
                 cwalkNode.next=walkNode.next;
                 cwalkNode=cwalkNode.next; 
             }
         }
         return cpHead;
     }
     public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead)
     {
         if(pHead==null){
             return null;
         }
         copyNodes(pHead);
         initRandom(pHead);
         return split2list(pHead);
     }
     public static void main(String[]args){
            RandomListNode head = new RandomListNode(1);
            RandomListNode node2 = new RandomListNode(2);
            RandomListNode node3 = new RandomListNode(3);
            RandomListNode node4 = new RandomListNode(4);
            RandomListNode node5 = new RandomListNode(5);
            head.next = node2;
            node2.next = node3;
            node3.next = node4;
            node4.next = node5;
            head.random = node3;
            node2.random = node5;
            node4.random = node2;
            copyList s = new copyList();
            RandomListNode copyList=s.Clone(head);
            System.out.print(copyList.label + " ");
//            while (copyList != null)
//            {
//                System.out.print(copyList.label + " ")
//                copyList = copyList.next;
//            }
     }
}