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# No25、复杂链表的复制
# 题目描述
输入一个复杂链表(每个节点中有节点值,以及两个指针,一个指向下一个节点,另一个特殊指针random指向一个随机节点),请对此链表进行深拷贝,并返回拷贝后的头结点。(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)。 下图是一个含有5个结点的复杂链表。图中实线箭头表示next指针,虚线箭头表示random指针。为简单起见,指向null的指针没有画出。
示例:
输入:{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
输出:{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
解析:我们将链表分为两段,前半部分{1,2,3,4,5}为ListNode,后半部分{3,5,#,2,#}是随机指针域表示。
以上示例前半部分可以表示链表为的ListNode:1->2->3->4->5
后半部分,3,5,#,2,#分别的表示为
1的位置指向3,2的位置指向5,3的位置指向null,4的位置指向2,5的位置指向null
如下图:
示例1
输入:
{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
复制
返回值:
{1,2,3,4,5,3,5,#,2,#}
# 1、第一种方法,在节点后复制一个节点,然后再分离开这方法超级棒,太麻烦了,不建议用这种方法
/*
struct RandomListNode {
int label;
struct RandomListNode *next, *random;
RandomListNode(int x) :
label(x), next(NULL), random(NULL) {
}
};
*/
class Solution {
public:
//复制原始链表的任一节点N并创建新节点N',再把N'链接到N的后边
void CloneNodes(RandomListNode* pHead)
{
RandomListNode* pNode = pHead;
while (pNode != nullptr)
{
RandomListNode* pCloned = new RandomListNode(pNode->label);
pCloned->next = pNode->next;
pNode->next = pCloned;
pNode = pCloned->next;
}
}
//如果原始链表上的节点N的random指向S,则对应的复制节点N'的random指向S的下一个节点S'
void ConnectRandomNodes(RandomListNode* pHead)
{
RandomListNode* pNode = pHead;
while (pNode != nullptr)
{
RandomListNode* pCloned = pNode->next;
if (pNode->random != nullptr)
pCloned->random = pNode->random->next;
pNode = pCloned->next;
}
}
//把得到的链表拆成两个链表,奇数位置上的结点组成原始链表,偶数位置上的结点组成复制出来的链表
RandomListNode* ReConnectNodes(RandomListNode* pHead)
{
RandomListNode* pNode = pHead;
RandomListNode* pClonedHead = nullptr;
RandomListNode* pClonedNode = nullptr;
//初始化
if (pNode != nullptr)
{
pClonedHead = pNode->next;
pClonedNode = pNode->next;
pNode->next = pClonedNode->next;
pNode = pNode->next;
}
//循环
while (pNode != nullptr)
{
pClonedNode->next = pNode->next;
pClonedNode = pClonedNode->next;
pNode->next = pClonedNode->next;
pNode = pNode->next;
}
return pClonedHead;
}
//三步合一
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
{
CloneNodes(pHead);
ConnectRandomNodes(pHead);
return ReConnectNodes(pHead);
}
};
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# 自己在力扣上复现第一种做法,有很多要注意的地方
https://leetcode-cn.com/problems/fu-za-lian-biao-de-fu-zhi-lcof/
执行用时:24 ms, 在所有 C++ 提交中击败了21.10%的用户
内存消耗:11.1 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户
class Node {
public:
int val;
Node* next;
Node* random;
Node(int _val) {
val = _val;
next = NULL;
random = NULL;
}
};
class Solution {
public:
void copyList(Node* head) {
Node* node = head;
while (node != nullptr) {
Node* temp = new Node(node->val);
temp->next = node->next;
node->next = temp;
node = temp->next;
}
}
void connectRandomNodeList(Node* head) {
Node* node = head;
Node* copyNode = head->next;
while (node != nullptr) {
if (node->random != nullptr) //每当你要进行赋值的时候都要注意进行非空判断
copyNode->random = node->random->next;
node = copyNode->next;
if (node != nullptr) //每当你要进行赋值的时候都要注意进行非空判断
copyNode = node->next;
}
}
Node* reCopyList(Node* head) {
Node* node = head;
Node* copyNode = head->next;
Node* copyNodeHead = head->next;
while (node != nullptr) {
node->next = copyNode->next;
node = node->next;
if (node != nullptr)//每当你要进行赋值的时候都要注意进行非空判断
copyNode->next = node->next;
copyNode = copyNode->next;
}
return copyNodeHead;
}
Node* copyRandomList(Node* head) {
if (head == nullptr) return nullptr;
copyList(head);
connectRandomNodeList(head);
return reCopyList(head);
}
};
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# 2、哈希表的做法,其实更简单一下啊
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
{
if (pHead == nullptr)
{
return nullptr;
}
std::unordered_map<RandomListNode*, RandomListNode*> hash_map;
for (RandomListNode* p = pHead; p != nullptr; p = p->next)
{
hash_map[p] = new RandomListNode(p->label);
}
for (RandomListNode* p = pHead; p != nullptr; p = p->next)
{
hash_map[p]->next = hash_map[p->next];//这里要注意是 unmp[p->next] 千万注意,好好想想
hash_map[p]->random = hash_map[p->random];//下同
}
return hash_map[pHead];
}
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# 在力扣上复现了一遍
执行用时:20 ms, 在所有 C++ 提交中击败了49.48%的用户
内存消耗:11.4 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户
Node* copyRandomList(Node* head) {
if (head == nullptr) return nullptr;
unordered_map<Node*, Node*> unmp;
for (Node* p = head; p != nullptr;p=p->next)
{
unmp[p] = new Node(p->val);
}
for (Node* p = head; p != nullptr; p = p->next)
{
unmp[p]->next = unmp[p->next];//这里要注意是 unmp[p->next] 千万注意,好好想想
unmp[p]->random = unmp[p->random];//下同
}
return unmp[head];
}
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# 3、哈希表的递归写法
struct RandomListNode {
int label;
struct RandomListNode* next, * random;
RandomListNode(int x) :
label(x), next(NULL), random(NULL) {
}
};
class Solution {
public:
unordered_map<RandomListNode*, RandomListNode*> unmp;
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
{
if (pHead == NULL) return NULL;
RandomListNode* head = new RandomListNode(pHead->label);
unmp[pHead] = head;
head->next = Clone(pHead->next); //在这里递归是关键,保证所有节点都已生成,放入map
head->random = NULL;
if (pHead->random!=nullptr) head->random = unmp[pHead->random]; //查找map中对应节点
return head;
}
};
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# 力扣上复现做法
执行用时:24 ms, 在所有 C++ 提交中击败了21.10%的用户
内存消耗:11.5 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户
class Node {
public:
int val;
Node* next;
Node* random;
Node(int _val) {
val = _val;
next = NULL;
random = NULL;
}
};
class Solution {
public:
unordered_map<Node*, Node*> unmp;
Node* copyRandomList(Node* head) {
if (head == NULL) return NULL;
Node* newHead = new Node(head->val);
unmp[head] = newHead;
newHead->next = copyRandomList(head->next); //在这里递归是关键,保证所有节点都已生成,放入map
newHead->random = NULL;
if (head->random != nullptr) newHead->random = unmp[head->random]; //查找map中对应节点
return newHead;
}
};
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# 二刷:
# 1、哈希表递归写法
运行时间:3ms 占用内存:520k
class Solution {
public:
//关键是保存住映射关系,可以说是哈希表和链表的组合吧
unordered_map<RandomListNode*,RandomListNode*> unmp;
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
{
if(pHead == nullptr) return nullptr;
RandomListNode* newHead = new RandomListNode(pHead->label);
unmp[pHead] = newHead;//这里需要保存的是 pHead -》 newHead 的映射关系,必须在这里保存
newHead->next = Clone(pHead->next);//到这一步,其实所有的点已经全部生成了
newHead->random = nullptr;//其实默认已经是nullptr了,有没有这一步其实没什么关系
if(pHead->random != nullptr) newHead->random = unmp[pHead->random];//这一步,真的是灵魂所在了
return newHead;
}
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# 2、哈希表迭代写法
运行时间:2ms 占用内存:492k
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struct RandomListNode {
int label;
struct RandomListNode *next, *random;
RandomListNode(int x) :
label(x), next(NULL), random(NULL) {
}
};
*/
class Solution {
public:
//关键是保存住映射关系,可以说是哈希表和链表的组合吧
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
{
if(pHead == nullptr) return nullptr;
unordered_map<RandomListNode*,RandomListNode*> unmp;
for( auto p = pHead; p != nullptr; p=p->next){
unmp[p] = new RandomListNode(p->label);
}
for( auto p = pHead; p != nullptr; p=p->next){
unmp[p]->next = unmp[p->next];
unmp[p]->random = unmp[p->random];
}
return unmp[pHead];
}
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