剑指offer 26：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

对此问题，每个指针节点存在两个链域，一个指向下一节点，另一个指向任意节点。首要需要完成的是对节点进行复制，然后对复制后的节点间的指向关系进行复制。

此问题分为三步来解决，时间复杂度为O(n):

step1:在原节点基础上，对每个节点进行复制，并将复制节点插入被复制节点之后。

step2:由于复制节点是被复制节点的滞后一个单位位置的点，所以当被复制节点存在一个特殊指针指向某一节点时，复制节点也应执行相同操作，而复制节点特殊指针的指向，一定是被复制节点特殊指针指向节点的下一个节点元素，按此规则对链表中所有节点进行遍历，完成特殊指针指向复制。

setp3:将原链表与复制链表分离，由于原链表与复制链表的元素交叉相连，所以直接按照交替顺序遍历就可实现两个链表的分离。

C++代码实现如下：

/*
struct RandomListNode {
    int label;
    struct RandomListNode *next, *random;
    RandomListNode(int x) :
            label(x), next(NULL), random(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
    {
        clone1(pHead);
        clone2(pHead);
        RandomListNode* head= clone3(pHead);
        return head;
    }
    void clone1(RandomListNode* pHead){
        //step1: 逐个复制列表元素，并重新复制一个链表
        
        if(pHead==NULL){
            return;
        }
        RandomListNode* pNode=pHead;
        while(pNode!=NULL){
            
            RandomListNode* newNode=new RandomListNode(pNode->label);
            newNode->next=pNode->next;
            pNode->next=newNode;
            pNode=newNode->next;
        }
    }
    void clone2(RandomListNode* pHead){
        //step2:设置随机指针的指向
        if(pHead==NULL){
            return;
        }
        RandomListNode* pNode=pHead;
        while(pNode!=NULL){
            RandomListNode* pNode2=pNode->next;
            if(pNode->random!=NULL){
                pNode2->random=pNode->random->next;    
            }
            pNode=pNode2->next;
        }
    }
    RandomListNode* clone3(RandomListNode* pHead){
        if(pHead==NULL){
            return NULL;
        }
        RandomListNode* pNode1=pHead;
        RandomListNode* Head2=pNode1->next;
        RandomListNode* pNode2=pNode1->next;
        pNode1->next=pNode2->next;
        pNode1=pNode1->next;
        while(pNode1!=NULL){
            pNode2->next=pNode1->next;
            pNode2=pNode2->next;
            pNode1->next=pNode2->next;
            pNode1=pNode1->next;
        }
        return Head2;
    }
};