【LeetCode 138】力扣算法:随机链表的复制

【LeetCode 138】力扣算法:随机链表的复制

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。

提示:

0 <= n <= 1000

-104 <= Node.val <= 104

Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

这道题目可以简单地使用哈希表来解决。哈希表可以快速地将原链表的节点映射到新创建的节点上,从而简化 random 指针的复制过程。

使用哈希表方法解决这个问题的算法步骤:

遍历原链表:首先遍历原链表,为每个节点创建一个副本,并存入哈希表中,以便后续访问。

复制 next 指针:再次遍历原链表,根据 next 指针将新旧节点连接起来。

复制 random 指针:根据 random 指针将新旧节点的 random 指针连接起来。

返回新链表的头节点。

复杂度分析:

时间复杂度:O (n),其中 n 是链表的长度。我们需要两次遍历链表:一次创建新节点,一次复制 next 指针和 random 指针。

空间复杂度:O (n),使用了一个哈希表来存储原节点到新节点的映射,因此需要额外的空间。

我的 Java 代码:

/*

// 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 null;

}

// 哈希表,存储原节点到新节点的映射

Map map = new HashMap<>();

Node cur = head;

// 第一步:创建新节点,并存储在哈希表中

while(cur != null){

map.put(cur, new Node(cur.val));

cur = cur.next;

}

// 第二步:复制 next 指针 和 random 指针

cur = head;

while(cur != null){

map.get(cur).next = map.get(cur.next);

map.get(cur).random = map.get(cur.random);

cur = cur.next;

}

// 返回新链表的头节点

return map.get(head);

}

}

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