【leetcode】Copy List with Random Pointer

A linked list is given such that each node contains an additional random pointer which could point to any node in the list or null.

Return a deep copy of the list.

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好麻烦的链表题T_T

首先说一下深拷贝和浅拷贝的区别，参考这篇博文：http://www.cnblogs.com/BlueTzar/articles/1223313.html

深拷贝：在拷贝过程中，为新的变量申请新的空间，所以原来的变量不存在时，拷贝得到的变量还可以使用。

浅拷贝：在拷贝过程中，不为新变量申请新的空间，只是把原来变量的地址给新的变量，原来的变量不存在时，拷贝得到变量也不能使用了。

所以在题目中，要做到两点，第一原来的链表不能改变；第二，拷贝得到的链表要有自己完全独立的内存空间，而不是只是指向原来的链表。

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解题思路思路参考：http://www.cnblogs.com/lautsie/p/3259724.html

但是这个博客有个bug，就是恢复原来链表的next指针和建立新链表的random和next指针是不能同时进行的。因为有可能有如下情况：

在建立3'的random指针的时候通过3'当前的random指针找到3，又通过3的random指针找到1，但是如果1的next指针已经被改为指向2，而不再是1'，那么就没办法找到3'真正的random指针1'了，所以恢复原来链表的next指针，只能在新链表完全建立好以后进行。那么就需要一个结构来存储原来链表的next指针信息，这里采用一个map：oldlistnext保存。

所以算法分为3个循环：

第一个循环，建立新的链表，并且把新链表中各个节点的random指针指向原来链表对应的节点，原来链表的next指针指向新链表的对应节点，如下图所示：

图中橙色是原来链表的next指针，绿色是新建链表的random指针,蓝色虚线表示新建链表的next指针。

第二个循环，恢复新建链表的next和random指针：new_list_p->next = new_list_p->next->next;new_list_p->random = new_list_p->random->random->next;如下图所示：

第三个循环，恢复原来链表的next指针，old_list_p->next = oldlistnext[old_list_p]，如下图所示：

当然，上述过程中要注意各种边界情况的考虑。

代码如下：

class Solution {
public:
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        if(head == NULL)
            return NULL;

        RandomListNode* old_list_p = head;
        RandomListNode* new_list_p;
        bool has_head = 0;
        std::map<RandomListNode *,RandomListNode *> oldlistnext;

        //建立新的链表
        while(old_list_p != NULL){
            RandomListNode* temp= (struct RandomListNode*)malloc(sizeof(struct RandomListNode));
            if(has_head == 0){
                new_list_p = temp;
                has_head = 1;
            }
            oldlistnext.insert(std::map<RandomListNode*,RandomListNode*>::value_type(old_list_p, old_list_p->next));

            temp->label = old_list_p->label;
            temp->next = old_list_p->next;
            temp->random = old_list_p;
            old_list_p->next = temp;

            old_list_p = temp->next;
        }

        RandomListNode* h = new_list_p;
        old_list_p = head;

        //恢复新建链表的next和random指针
        while(new_list_p != NULL){
            if(new_list_p->random->random != NULL){
                new_list_p->random = new_list_p->random->random->next;
            }
            else
                new_list_p->random = NULL;

            if(new_list_p->next != NULL)
                new_list_p->next = new_list_p->next->next;
            else
                new_list_p->next = NULL;

            new_list_p = new_list_p->next;

        }

        old_list_p = head;
        
        //恢复原来链表的next指针
        for(int i = 1;i <= oldlistnext.size();i++){
            old_list_p->next = oldlistnext[old_list_p];
            old_list_p = old_list_p->next;
        }

        return h;
    }
};