【链表问题】打卡8:复制含有随机指针节点的链表

2018-12-25 11:13:29 浏览数 (1)

前言

以专题的形式更新刷题贴,欢迎跟我一起学习刷题,相信我,你的坚持,绝对会有意想不到的收获。每道题会提供简单的解答,如果你有更优雅的做法,欢迎提供指点,谢谢。

注:如果代码排版出现了问题麻烦通知我下,谢谢。

【题目描述】

【要求】

如果链表的长度为 N, 时间复杂度达到 O(N)。

【难度】

尉:★★☆☆

【解答】

方法一:使用额外的存储空间

这道题的难点在于我们需要定位好随机指针,一个比较简单的解法就是把原节点与复制的节点关联起来,可以使用哈希表把他们关联起来。

首先把副节点全部创建出来,然后把原节点与对应的副节点用哈希表关联起来。关联的时候原节点作为key,副节点作为value。例如对于链表 1->2->3->null。创建副节点 1', 2', 3'。然后用哈希表关联起来:

key

value

1

1'

2

2'

3

3'

之后在把所有副节点连接成一个链表。在连接的时候,我们 可以通过哈希表很容易这找到对应的随机节点。

代码如下

代码语言:javascript复制
 1//方法1:采用哈希表
 2public static Node1 copyListWithRand(Node1 head) {
 3    Map<Node1, Node1> map = new HashMap<>();
 4    Node1 cur = head;
 5    while (cur != null) {
 6        map.put(cur, new Node1(cur.value));
 7        cur = cur.next;
 8    }
 9    //把副节点连接起来
10    cur = head;
11    while (cur != null) {
12        map.get(cur).next = map.get(cur.next);
13        map.get(cur).rand = map.get(cur.rand);
14        cur = cur.next;
15    }
16    return map.get(head);
17}

这种方法的时间复杂度为 O(n), 空间复杂度也为 O(n)。

方法2

其实我们也可以不需要哈希表来辅助,也就是说 ,我们是可以做到空间复杂度为 O(1)的,我们可以把复制的副节点插入到原链表中去,这样也能把原节点与副节点进行关联,进而 定位到随机节点。例如,对于链表 1->2->3->null。首先生成副节点 1', 2', 3。然后把副节点插入到原节点的相邻位置,即把原链表变成 1->1'->2->2'->3->3'->null。

这样我们也可以在连接副节点的时候,找到相应的随机节点。例如 1 的随机节点是 3,则 1' 的随机节点是 3'。显然,1节点的随机节点的下一个节点就是 1'的随机节点。具体代码如下:

代码语言:javascript复制
 1//方法二
 2public static Node1 copyListWithRand2(Node1 head){
 3    Node1 cur = head;
 4    Node1 next = null;
 5
 6    //把复制的节点插进去
 7    while (cur != null) {
 8        next = cur.next;
 9        Node1 temp = new Node1(cur.value);//复制节点
10        temp.next = cur.next;
11        cur.next = temp;
12        cur = next;
13    }
14    //在一边把复制的节点取出来一边连接。
15    cur = head;
16    next = null;
17    while (cur != null) {
18        next = cur.next.next;//保存原链表的下一个节点
19        cur.next.next = next != null ? next.next : null;
20        cur.next.rand = cur.rand != null ? cur.rand.next : null;
21        cur = next;
22    }
23    return head.next;
24}

采用这种方法的时候,由于随机节点有可能是空指针,随意写代码的时候要注意。

问题拓展

思考:如果是有两个随机指针呢?又该如何处理呢?三个呢?

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