剑指offer面试题26：复杂链表的复制

题目：请实现一个函数，复制一个复杂链表。

在复杂链表中，每个结点除了有一个next指针指向下一个结点外，还有一个sibling指针指向链表中的任意结点或者nulL

直观解法：

1.遍历链表，复制链表节点，并连接next节点。2.遍历链表，连接sibling节点。对于一个有n个节点的链表，由于定位每个节点的silbing节点都需要从链表的头结点开始经过O(n)步才能实现，因此这种方法的时间复杂度是O(n2)

优化解法：上述方法的时间主要是用在了sibling节点的定位上，考虑优化此步骤。具体的做法是在复制节点的时候，把原节点N和复制出来的N'节点用一个map保存起来，这样在第二部连接sibling结点的时候就可以以O(1)的时间复杂度定位到相应的sibling节点，总体时间复杂度为O(n)，空间复杂度也是O(n)

最优算法：

第一步：根据原始链表的每个节点创建对应的复制结点，把复制结点连接在原结点的后面
第二步：设置复制出来的结点的任意结点sibling节点
第三步：把长链表拆分成两个链表

package Solution;

public class No26CopyComplexList {

    static class ComplexListNode{
        int value;
        ComplexListNode next;
        ComplexListNode sibling;
        public ComplexListNode(){
            
        }
        public ComplexListNode(int value,ComplexListNode next,ComplexListNode sibling){
            this.value=value;
            this.next=next;
            this.sibling=sibling;
        }
    }
    
    //把复杂链表中的所有结点进行复制，并连接在原结点的后面
    private static void cloneNode(ComplexListNode head){
        ComplexListNode node=head;
        while(node!=null){
            ComplexListNode clonedNode=new ComplexListNode();
            clonedNode.value=node.value;
            clonedNode.next=node.next;
            clonedNode.sibling=null;
            node.next=clonedNode;
            node=clonedNode.next;
        }
    }
    //设置复制的节点的指向任意结点的连接关系
    private static void connectSiblingNodes(ComplexListNode head){
        ComplexListNode node=head;
        while(node!=null){
            ComplexListNode clonedNode=node.next;
            if(node.sibling!=null){
                clonedNode.sibling=node.sibling.next;
            }
            node=clonedNode.next;
        }
    }
    //把长链表拆分成两个单独的链表，并返回复制后的链表的头结点
    private static ComplexListNode reconnectNodes(ComplexListNode head){
        ComplexListNode node=head;
        ComplexListNode clonedHead=null;
        ComplexListNode clonedNode=null;
        if(node!=null){
            clonedHead=clonedNode=node.next;
            node.next=clonedNode.next;
            node=clonedNode.next;
        }
        while(node!=null){
            clonedNode.next=node.next;
            clonedNode=node.next;
            node.next=clonedNode.next;
            node=clonedNode.next;
        }
        return clonedHead;
    }
    public static ComplexListNode copyComplexList(ComplexListNode head){
        if(head==null)
            return null;
        cloneNode(head);
        connectSiblingNodes(head);
        return reconnectNodes(head);
    }
    
    public static void printComplexList(ComplexListNode head){
        ComplexListNode node=head;
        int  value=0;
        ComplexListNode next=null;
        ComplexListNode sibling=null;
        while(node!=null){
            value=node.value;
            next=node.next;
            sibling=node.sibling;
            StringBuilder sb=new StringBuilder("当前节点的值为：").append(value);
            if(next!=null)
                sb.append(",下一结点的值为：").append(next.value);
            else
                sb.append(",当前结点为尾节点");
            if(sibling!=null)
                sb.append(",指向任意结点的值为：").append(sibling.value);
            else
                sb.append(",没有指向其他结点的任意结点");
            System.out.println(sb.toString());    
            node=node.next;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ComplexListNode node1=new ComplexListNode();
        ComplexListNode node2=new ComplexListNode();
        ComplexListNode node3=new ComplexListNode();
        ComplexListNode node4=new ComplexListNode();
        ComplexListNode node5=new ComplexListNode();
        node1.value=1;
        node1.next=node2;
        node1.sibling=node3;
        node2.value=2;
        node2.next=node3;
        node2.sibling=node5;
        node3.value=3;
        node3.next=node4;
        node3.sibling=null;
        node4.value=4;
        node4.next=node5;
        node4.sibling=node2;
        node5.value=5;
        node5.next=null;
        node5.sibling=null;
        printComplexList(node1);
        System.out.println("=========================开始复制============================");
        printComplexList(copyComplexList(node1));
    }
}