面试题35. 复杂链表的复制

题目：

面试题35. 复杂链表的复制
138. 复制带随机指针的链表

题解：

1. 题解一：HashMap

1. 第一遍遍历，复制节点的 val ，next 和 random 暂时为空，并将源节点和克隆节点形成映射存放在一个 HashMap 中。
2. 第二遍遍历，将拷贝的新的节点组织成一个链表。

2. 题解二：原地修改

1. 解释一：
哈希的做法，在大多数公司的面试官面前并不是一个满意的答案，所以需要知道原地修改的解法才能够从容面对面试。
原地修改解法流程：

1. 复制一个新的节点，放在原有节点之后（将拷贝节点放到原节点后面），如 1 -> 2 -> 3 -> null 复制完就是 1 -> 1’ -> 2 -> 2’ -> 3 - > 3’ -> null；
2. 从头开始遍历链表，通过 cur.next.random = cur.random.next 可以将拷贝节点的随机指针串起来，当然需要判断 cur.random 是否存在；
3. 将复制完的链表一分为二，分离拷贝节点和原节点，变成1->2->3和1’->2’->3’两个链表，后者就是答案。

注意：
node.next 是 node 复制出来的节点 ，node.random.next 也是 node.random 复制出来的节点。

2. 解释二：

1. 输入如下图 [[1,2],[2,3],[3,null],[4,null]]
   
2. 复制源节点。
   
3. 生成克隆节点的 random 指针。
   
4. 将原链表和克隆链表分离。
   
   实现的时候，谨记：源节点的 next 就是它的克隆节点。

代码：

1. 代码一：HashMap

// 方法1：
public static Node copyRandomList(Node head) {
    if(head == null)
    {
        return null;
    }
    // map中存的是(原节点，拷贝节点)的一个映射
    Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
    Node p = head;
    while(p != null)
    {
        Node clone = new Node(p.val);
        map.put(p, clone);
        p = p.next;
    }
    p = head;
    // 将拷贝的新的节点组织成一个链表
    while(p != null)
    {
        map.get(p).next = map.get(p.next);
        map.get(p).random = map.get(p.random);
        p = p.next;
    }
    return map.get(head);
}

2. 代码二：原地修改

// 方法2：
public static Node copyRandomList(Node head) {
    if(head == null)
    {
        return null;
    }
    // 完成链表节点的复制
    Node cur = head;
    while(cur != null)
    {
        Node clone = new Node(cur.val);
        clone.next = cur.next;
        cur.next = clone;
        cur = cur.next.next;
    }
    // 完成链表复制节点的随机指针复制
    cur = head;
    while(cur != null)
    {
        if(cur.random != null) // 注意判断原来的节点有没有random指针
        {
            cur.next.random = cur.random.next;
        }
        cur = cur.next.next;
    }
    // 将链表一分为二
    cur = head;
    Node curCopy = head.next;
    Node headCopy = head.next;
    while(cur != null)
    {
        cur.next = cur.next.next;
        cur = cur.next;
        if(curCopy.next != null)
        {
            curCopy.next = curCopy.next.next;
            curCopy = curCopy.next;
        }
    }
    return headCopy;
}

参考：

1. 图解 链表的深拷贝
2. 复杂链表的复制-（看了绝对秒懂的思路）简单易懂的三步解决问题
3. 利用哈希表，秒杀100%java
4. 复制带随机指针的链表
5. Java图解从HashMap到常数空间