剑指offer：复杂链表的复制

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）

解题思路：

注意题目中括号里的话，直接返回输入的函数的参数，是会被判空的，还是老老实实的创建节点，做复制。

思路一：

先复制一次链表，将每个节点的next指针连接到下一节点。第二步再处理random指针。

新旧链表同步扫描，针对每个节点i，在旧链表中判断其random指针是否为空，若不为空，保存其random指针所值节点r。再同步新旧链表从头开始扫描节点，在旧链表中找到与r相等的节点j，将此时新链表i这个位置节点的random指针指向新链表中j这个位置的节点。

这个方法的需要两个循环，时间复杂度为O(n^2)。

思路二：

在第一次复制链表时，利用一个hash表，将每一个旧链表中的节点与新节点中的对应节点做一个映射。

第二遍同步扫描新旧链表时，查询当前旧链表节点的random指针指向i节点，若不为空，则将新链表对应节点的random指针指向hash表hash[i]所映射的新链表中节点j。

这个方法的通过辅助空间降低时间复杂度，时间复杂度为O(n)。

代码：

思路一：

/*
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==nullptr)
            return pHead;
        RandomListNode* tmp = pHead;
        RandomListNode* cur = new RandomListNode(tmp->label);
        RandomListNode* nhead = cur;
        tmp = tmp->next;
        while(tmp!=nullptr)
        {
            RandomListNode* n = new RandomListNode(tmp->label);
            cur->next = n;
            cur = cur->next;
            tmp = tmp->next;
        }
        tmp = pHead;
        cur = nhead;
        RandomListNode *r, *head_of_ran, *nhead_of_ran;
        while(tmp!=nullptr && cur!=nullptr)
        {
            if(tmp->random!=nullptr)
            {
                r = tmp->random;
                head_of_ran = pHead;
                nhead_of_ran = nhead;
                while(head_of_ran != nullptr)
                {
                    if(head_of_ran != r)
                    {
                        head_of_ran = head_of_ran->next;
                        nhead_of_ran = nhead_of_ran->next;
                    }
                    else
                    {
                        cur->random = nhead_of_ran;
                        break;
                    }
                }
            }
            tmp = tmp->next;
            cur = cur->next;
        }
        return nhead;

    }
};

思路二：

/*
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==nullptr)
            return pHead;
        map<RandomListNode*, RandomListNode*> OldtoNew;
        RandomListNode* tmp = pHead;
        RandomListNode* cur = new RandomListNode(tmp->label);
        RandomListNode* nhead = cur;
        OldtoNew[tmp] = cur;
        tmp = tmp->next;
        while(tmp!=nullptr)
        {
            RandomListNode* n = new RandomListNode(tmp->label);
            cur->next = n;
            cur = cur->next;
            OldtoNew[tmp] = cur;
            tmp = tmp->next;
        }
        tmp = pHead;
        cur = nhead;
        while(tmp!=nullptr)
        {
            if(tmp->random!=nullptr)
            {
                cur->random = OldtoNew[tmp->random];
            }
            tmp = tmp->next;
            cur = cur->next;
        }
        return nhead;

    }
};