1 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，另一个特殊指针指向任意一个节点），返回结果为复制后复杂链表的head。（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）
2 思路和方法
考察链表的遍历知识，和对链表中添加节点细节的考察。 同时也考察了对于复杂问题的划分为多个子问题的能力，复杂问题划分为子问题来做。
其中实现代表next域，即1->2->3->4为最常见的链表形式。而虚线则代表了特殊指针，可以指向任意节点（包括自身和null)。比如1的特殊指针指向3,2的特殊指针指向1，3的特殊指针指向null，4的特殊指针也指向3。
思路：利用next域复制原链表的时候，把每一个节点的副本都连接在该节点的后面，这样我们也可以在O(1)的时间内查找到random域位置。
方法：比如我们把上图按这样的方式复制链表为：
然后我们为复制的每一节点初始化其random域，比如4的random域为3，那么4’的random域为3’，这样可以通过3.next直接得到了3’的位置，同理对其他节点也是这样处理，得到：
最后一步就是拆分这个链表得到原链表和复制链表，原链表的节点都处于奇数位置，复制链表的节点都处于偶数位置。拆分如下：
步骤：
第一步，依然根据原始链表的的每个节点N创建对应的N’，这一次，我们把N‘连接在N的后面；
第二步，设置复制出来的节点的random。假设原来链表上的N的random指向S，那么其对应的复制出来的N‘指向N的random的下一个节点S‘；
第三步，把这个长链表拆分为两个链表：把奇数位置的节点用next连接起来就是原始链表，把偶数位置的节点用next连接起来就是复制的链表。
3 C++核心代码
/*
struct RandomListNode {
int label;
struct RandomListNode *next, *random;
RandomListNode(int x) :
label(x), next(NULL), random(NULL) {
}
};
*/
class Solution {
public:
RandomListNode* Clone(RandomListNode* pHead)
{
if(pHead==NULL)
return NULL;
RandomListNode* cur; //两个链表节点指针
cur = pHead;
while(cur){
RandomListNode* node = new RandomListNode(cur->label); //复制头指针
node->next = cur->next;
cur->next = node;
cur = node->next;
} //新链表和旧链表链接：A->A'->B->B'->C->C'
cur = pHead;
RandomListNode* p;
while(cur){
p = cur->next;
if(cur->random)
p->random = cur->random->next; //关键
cur = p->next;
}
RandomListNode* temp;
RandomListNode* phead = pHead->next;
cur = pHead;
while(cur->next){
temp = cur->next;
cur->next = temp->next;
cur = temp;
}
return phead;
}
};
4 C++完整代码
// 剑指offer 面试题26 复杂链表的复制
#include <iostream>
using namespace std; struct ComplexListNode
{
int m_nValue;
ComplexListNode* m_pNext;
ComplexListNode* m_pSibling; ComplexListNode(){ m_nValue = ; m_pNext = NULL; m_pSibling = NULL; }
ComplexListNode(int value){ m_nValue = value; m_pNext = NULL; m_pSibling = NULL; } }; /*不借助辅助空间的情况下实现O(n)的时间效率*/ // 第一步，根据原始链表的每个节点N，复制出N'，把N'链接在对应的N后面
void CloneNodes(ComplexListNode* pHead)
{
ComplexListNode* pNode = pHead;
while (pNode)
{
ComplexListNode* pCloned = new ComplexListNode();
pCloned->m_nValue = pNode->m_nValue;
// 先保存原来的N节点的next指针
pCloned->m_pNext = pNode->m_pNext;
// 不复制sibling指针
pCloned->m_pSibling = NULL;
pNode->m_pNext = pCloned;
pNode = pCloned->m_pNext;
}
} // 第二步，设置复制出来的节点的sibling指针
// 若原始链表上的N的sibling指针指向S，则复制出来的N指向S的next指向的节点S'
void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode* pHead)
{
ComplexListNode* pNode = pHead;
while (pNode)
{
ComplexListNode* pCloned = pNode->m_pNext;
if (pNode->m_pSibling)
{
pCloned->m_pSibling = pNode->m_pSibling->m_pNext;
}
pNode = pCloned->m_pNext;
}
} // 第3步，拆分链表，奇数位置的节点用next连接起来就是原始链表
// 偶数位置的节点用next链接起来就是复制出来的链表。 ComplexListNode* ReconnectNodes(ComplexListNode* pHead)
{
// 用于返回
ComplexListNode* pClonedHead = NULL; ComplexListNode* pNode = pHead;
ComplexListNode* pClonedNode = NULL; if (pNode)
{
// 找到复制的链表头，更新当前复制链表节点
pClonedHead = pClonedNode = pNode->m_pNext; // 重连原始链表，更新当前原始链表节点
pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
pNode = pNode->m_pNext;
} while (pNode)
{
pClonedNode->m_pNext = pNode->m_pNext;
pClonedNode = pClonedNode->m_pNext;
pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
pNode = pNode->m_pNext;
}
return pClonedHead; } ComplexListNode* clone(ComplexListNode* pHead)
{
CloneNodes(pHead);
ConnectSiblingNodes(pHead);
return ReconnectNodes(pHead);
} int main()
{
ComplexListNode* p1 = new ComplexListNode();
ComplexListNode* p2 = new ComplexListNode();
ComplexListNode* p3 = new ComplexListNode();
ComplexListNode* p4 = new ComplexListNode();
ComplexListNode* p5 = new ComplexListNode();
p1->m_pSibling = p3;
p2->m_pSibling = p5;
p4->m_pSibling = p2;
p1->m_pNext = p2;
p2->m_pNext = p3;
p3->m_pNext = p4;
p4->m_pNext = p5; ComplexListNode* pClonedList = clone(p1);
cout << pClonedList->m_nValue << endl; system("pause");
return ;
}
参考资料
https://blog.csdn.net/dawn_after_dark/article/details/80979501
https://blog.csdn.net/qq_33575542/article/details/80801610
