题目内容

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：

1、val：一个表示 Node.val 的整数。
2、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

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

1、0 <= n <= 1000
2、-10000 <= Node.val <= 10000
3、Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。

题解

本题可以采用类似hash的办法求解，具体来说请看图示。

我们将每个节点复制一遍，放到节点的next上，然后，复制的节点指向原节点的next。然后遍历每个原节点，根据原节点的指向，对应地通过原节点的next找到复制的节点，并对应指向相关的节点，最终再将原节点与复制的节点分开即可。

采用原节点的next指向复制的节点，是一种类似hash算法的映射思想，也能快速找到某个点的复制节点。当然本题可以用纯hash表来做，这里不做过多解释。

代码

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;
    
    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        //完成复制节点的工作
        for(auto p = head;p;p = p->next->next){
            auto q = new Node(p->val);
            q->next = p->next;
            p->next = q;
        }
        //复制random指针
        for(auto p = head;p;p = p->next->next){
            if(p->random){
                p->next->random = p->random->next;
            }
        }
        //拆分两个链表
        auto dummy = new Node(-1), cur = dummy;
        for(auto p = head;p;p = p->next){
            auto q = p->next;
            cur = cur->next = q;
            p->next = q->next;
        }
        return dummy->next;
    }
};