Leetcode Copy List with Random Pointer(面试题推荐)


给大家推荐一道leetcode上的面试题,这道题的具体讲解在《剑指offer》的P149页有思路讲解,如果你手头有这本书,建议翻阅。

题目链接
here

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.

RandomList中,每个节点不光有一个next指针,而且每个链表节点都有一个random指针,随机指向链表中的一个节点,让你复制这个链表,节点的C++定义如下。

/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * struct RandomListNode {
 *     int label;
 *     RandomListNode *next, *random;
 *     RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
 * };
 */

     看到这个题目,估计很多人的第一反应是,先把这个单链表复制出来,然后挨个找random指向的节点。仔细想想这样效率很低,复制链表很快,但确定每个节点的random指针就不容易了,用这种方法的话,每找一个random指针,都必须遍历一次链表。时间复杂度O(n^2)。

    可能也有人可能会想到时间换空间的方法,用hash把时间复杂度降到O(n)。

    当然,还有更省时省空间的方法。

     大概思路就是,在原链表的基础上,把每个节点复制一份加的原来节点的后面,然后设置好新节点random指针,在把所有的新节点从原链表中分离出来,构成一个新链表,这个链表就是我们要的原链表的拷贝。

    下面有三个函数,第一个明显就是复制新节点并把其加入到被复制节点的后面。第二个,因为新节点的random指针还是指向旧节点的,要把它指向新节点,很简单,因为每个节点的新节点都是在原来的节点之后的。 第三个函数,把新节点从原链表中抽离,构成一个新链表。

   这种方法的好处就是,时间复杂度只有O(n),而且我们不需要额外的空间。

class Solution {
public:
    void CloneNode(RandomListNode *head) {
        RandomListNode * p = head;
        while (NULL != p) {
            RandomListNode * CloneNode = new RandomListNode(p->label);
            CloneNode->next = p->next;
            CloneNode->random = p->random;
            p->next = CloneNode;
            p = CloneNode->next;
        }
    }
    
    void ConnectRandomNode(RandomListNode * head) {
        RandomListNode * p = head;
        while (NULL != p) {
            RandomListNode *pclone = p->next;
            if (NULL != pclone->random) {
                pclone->random = pclone->random->next;
            }
            p = pclone->next;
        }
    }
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        if (NULL == head)
            return head;
        CloneNode(head);
        ConnectRandomNode(head);
        RandomListNode *pnode = head;
        RandomListNode *pclonehead = pnode->next;
        RandomListNode *pclonenode = pnode->next;
        while (NULL != pnode) {
            pnode->next = pclonenode->next;
            pnode = pnode->next;
            if (NULL != pnode){
                 pclonenode->next = pnode->next;
                 pclonenode = pclonenode->next;
            }
        }
        return pclonehead;
    }
    
};


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