力扣138(java)- 复制带随机指针的链表（中等）

题目：

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

val：一个表示 Node.val 的整数。
random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为  null 。
你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

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]]

提示：

• 0 <= n <= 1000
• -104 <= Node.val <= 104
• Node.random 为 null 或指向链表中的节点。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/copy-list-with-random-pointer
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解题思路：

参考【@王尼玛】大佬的题解，感谢~

哈希表：

1.创建一个哈希表，遍历原链表，遍历的同时不断创建新结点，这样将原结点作为key，新结点作为value，存储在哈希表中；

2.再一次遍历原链表，将copy的链表的next和random加上；

根据图可以看出：

map.get(原结点)：对应的新结点

map.get(原结点.next)：对应的新结点的next

map.get(原结点.random)：对应新结点的random

3.返回新链表的头结点即map.get(head)就可以了。

java代码：

 1 /*
 2 // Definition for a Node.
 3 class Node {
 4     int val;
 5     Node next;
 6     Node random;
 7
 8     public Node(int val) {
 9         this.val = val;
10         this.next = null;
11         this.random = null;
12     }
13 }
14 */
15
16 class Solution {
17     public Node copyRandomList(Node head) {
18         //特判
19        if(head == null) return null;
20        //创建
21        Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
22        //遍历原链表，并将新链表放进哈希表中
23        Node p = head;
24        while(p != null){
25            Node newNode = new Node(p.val);
26            map.put(p, newNode);
27            p = p.next;
28        }
29        //将p回到头结点
30        p = head;
31        //再一次遍历原链表，设置新链表的next和random
32        while(p != null){
33            //获取新结点
34            Node newNode = map.get(p);
35            //map.get(原结点.next)：对应的新结点的next
36            if(p.next != null){
37                 newNode.next = map.get(p.next);
38            }
39            //map.get(原结点.random)：对应新结点的random
40            if(p.random != null){
41                newNode.random = map.get(p.random);
42            }
43            p = p.next;
44        }
45        //返回新链表的头结点
46        return map.get(head);
47     }
48 }

 python3代码：

 1 """
 2 # Definition for a Node.
 3 class Node:
 4     def __init__(self, x: int, next: 'Node' = None, random: 'Node' = None):
 5         self.val = int(x)
 6         self.next = next
 7         self.random = random
 8 """
 9
10 class Solution:
11     def copyRandomList(self, head: 'Optional[Node]') -> 'Optional[Node]':
12         if not head:
13             return None
14         p = head
15         # 设一个字典,key存储原结点，value存储新结点
16         map = {}
17         while p:
18             newNode = Node(p.val)
19             map[p] = newNode
20             p = p.next
21         p = head
22         # 再次遍历原链表，设新链表设置next和random
23         while p:
24             newNode = map[p]
25             if p.next:
26                 newNode.next = map[p.next]
27             if p.random:
28                 newNode.random = map[p.random]
29             p = p.next
30         return map[head]