（面试题35）复杂链表的复制

题目

请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。

示例 1：

输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例 2：

输入：head = [[1,1],[2,1]]
输出：[[1,1],[2,1]]

示例 3：

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

示例 4：

输入：head = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

提示：

• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。
• 节点数目不超过 1000 。

解题思路

一、复制原链表的任意节点N，并创建新节点N’，再把N’链接到N的后面
二、如果原链表的节点N的random指向S，则它对应的复制节点N’的random指向S的复制节点S’
三、将这个长链表拆分为两个链表，奇数位置的节点用next链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。

例如：
A - B - C - null
A - A' - B - B' - C - C' - null

复杂度分析:
时间复杂度：O(N)。
空间复杂度：O(1)。

代码

"""
# Definition for a Node.
class Node:
    def __init__(self, x: int, next: 'Node' = None, random: 'Node' = None):
        self.val = int(x)
        self.next = next
        self.random = random
"""
class Solution:
    def copyRandomList(self, head: 'Node') -> 'Node':
        # 一、复制原链表的任意节点N，并创建新节点N'，再把N'链接到N的后面
        def CloneNodes(head):
            cur = head
            while cur:
                cloned = Node(cur.val, None, None)
                cloned.next = cur.next
                cur.next = cloned
                cur = cloned.next
        
        # 二、如果原链表的节点N的random指向S，则它对应的复制节点N'的random指向S的复制节点S'
        def ConnectRandomNodes(head):
            cur = head
            while cur:
                cur.next.random = cur.random.next if cur.random else None
                cur = cur.next.next
       
        # 三、将这个长链表拆分为两个链表，奇数位置的节点用next链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。
        def ReconnectNodes(head):
            # 判断是否为空
            if not head:
                return head
            cur = head
            newhead = cloned = cur.next
            while cur:
                cur.next = cloned.next
                cur = cur.next
                cloned.next = cur.next if cur else None
                cloned = cloned.next
            return newhead

        CloneNodes(head)
        ConnectRandomNodes(head)
        return ReconnectNodes(head)