题目

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

• val：一个表示 Node.val 的整数。
• random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为  null 。

你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例 1：

输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]] 输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]] 示例 2：

输入：head = [[1,1],[2,1]] 输出：[[1,1],[2,1]] 示例 3：

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]] 输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

提示：

• 0 <= n <= 1000
• -10⁴ <= Node.val <= 10⁴
• Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

思路

Java解法：时间复杂度O(n)；

使用hash存储原结点和克隆结点的映射关系，通过映射关系处理克隆结点的random指针

空间复杂度O(n)

解法

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    int val;
    Node next;
    Node random;

    public Node(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
        this.random = null;
    }
}
*/

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        if(head == null){
            return head;
        }
        // map方法，空间复杂度O(n)
        Node node = head;
        // 使用hash表存储旧结点和新结点的映射
        Map<Node,Node> map = new HashMap<>();
        while(node != null){
            Node clone = new Node(node.val,null,null);
            map.put(node,clone);
            node = node.next;
        }
        node = head;
        while(node != null){
            map.get(node).next = map.get(node.next);
            map.get(node).random = map.get(node.random);
            node = node.next;
        }
        return map.get(head);       
    }
}

总结

• 分析出几种情况，然后分别对各个情况实现