【剑指offer】复杂链表的复制

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1.题目

      输入一个复杂链表，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）。

• 复杂链表的数据结构

      每个节点包含以下三个部分：节点值label，一个指向下一个节点next的指针，一个指向任意一个节点random的特殊指针。 

struct RandomListNode 
{
    int label;
    struct RandomListNode *next；
    struct RandomListNode *random;    
}

• 复杂链表实例（含有5个节点的复杂链表）

2.思路

　　复杂链表的复制过程分成3个步骤，每个步骤的图形化方式如下：

• 新建复制节点的label和next、random

          根据原链表上的每个节点N创建节点N’，然后把创建出来的节点用next连接起来

• 调整复制节点的random

• 拆分链表，其中奇数是原链表，偶数是复制的链表。

3.代码

      复杂链表的复制分成三个步骤，每个步骤定义一个子函数。

class Solution {
public:
    RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
    {
        // 第一步：复制原链表的节点，label和next
        CloneNodes(pHead);
        // 第二步：复制原链表的节点，random
        ConnectRandom(pHead);
        // 第三步：链表拆分，奇数是原链表，偶数是新链表
        return ReconnectNodes(pHead);
    }
    
    // 第一步
    void CloneNodes(RandomListNode* pHead)
    {
        // 遍历指针
        RandomListNode* pNode = pHead;

        while(pNode!=nullptr)
        {
            // 创建节点（节点值）
            RandomListNode * pCloned = new RandomListNode(pNode->label);

            // 节点指针
            pCloned->next = pNode->next;
            pCloned->random = pNode->random;

            // 节点连接
            pNode->next = pCloned;

            // 节点移动
            pNode = pCloned->next;
        }
    }
    
    // 第二步
    void ConnectRandom(RandomListNode* pHead)
    {
        // 遍历节点
        RandomListNode* pNode=pHead;
        RandomListNode* pCloned=nullptr;
        while(pNode!=nullptr)
        {
            // 建立连接
            pCloned = pNode->next;
            
            if(pNode->random!=nullptr)
            {
                pCloned->random = pNode->random->next;
            }
            
            pNode = pCloned->next;
        }
    }
    
    // 第三步
    RandomListNode* ReconnectNodes(RandomListNode* pHead)
    {
        // 遍历指针
        RandomListNode* pNode = pHead;
        RandomListNode* pClonedHead = nullptr;
        RandomListNode* pClonedNode = nullptr;

        // 头结点
        if(pNode!=nullptr)
        {
            pClonedHead = pClonedNode = pNode->next;// clone赋值
            pNode->next = pClonedNode->next;        // node断链
            pNode = pNode->next;                    // node移位
        }
　　　　　// 循环移位　
        while(pNode!=nullptr)
        {
            pClonedNode->next = pNode->next; // clone断链
            pClonedNode = pClonedNode->next; // clone移位
            pNode->next = pClonedNode->next; // node断链
            pNode = pNode->next;             // node移位
        }

        return pClonedHead;
    }
};