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GabrielxD

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【哈希表】复制带随机指针的链表

GabrielxD
2022-06-09 / 0 评论 / 0 点赞 / 31 阅读 / 1,040 字 / 正在检测是否收录...

题目

138. 复制带随机指针的链表


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 XY 两个节点,其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 xy ,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 0n-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:

e1.png (1900×386)

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:

e2.png (1670×272)

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

示例 3:

e3.png (1890×330)

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.randomnull 或指向链表中的节点。

解题

方法一:哈希表

思路

维护一个映射(map),其中对应关系是 { 原链表中的节点: random 属性指向 key 的新链表节点组成的集合 } (key 指的是键,也就是原链表中的节点)

第一次遍历一边新建链表,并保持对应 next 指针,一边填充映射(map)

第二次遍历把新链表中的 random 指针按照映射中的关系恢复:

  • 如果映射中键包含原链表当前遍历到的节点(oriCurr)

    • 新链表节点组成的集合(map.get(oriCurr))取出来

    • 把集合中的每个新链表节点的 random 属性都置为新链表当前遍历到的节点(newCurr)

      (因为 oriCurrnewCurr 是同时向后推的,所以这里可以认为:newCurr 就是 oriCurr 对应的深拷贝)

  • oriCurrnewCurr 向后推

代码

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        Map<Node, List<Node>> map = new HashMap<>();
        Node oriCurr = head, dummy = new Node(0), newPrev = dummy;
        while (oriCurr != null) {
            Node newCurr = new Node(oriCurr.val);
            Node oriCurrRandom = oriCurr.random;
            if (oriCurrRandom != null) {
                map.putIfAbsent(oriCurrRandom, new ArrayList<>());
                map.get(oriCurrRandom).add(newCurr);
            }
            newPrev.next = newCurr;
            oriCurr = oriCurr.next;
            newPrev = newCurr;
        }
        oriCurr = head;
        Node newCurr = dummy.next;
        while (newCurr != null) {
            if (map.containsKey(oriCurr)) {
                for (Node node : map.get(oriCurr)) {
                    node.random = newCurr;
                }
            }
            newCurr = newCurr.next;
            oriCurr = oriCurr.next;
        }
        return dummy.next;
    }
}

方法二:哈希表

思路

维护一个哈希表(map),键是原链表中的节点,值是新链表中克隆出的节点。

遍历链表,把所有节点对加入哈希表中(此时新链表中的每个节点都还是独立的,没有任何连接关系)。

再遍历一次原链表,对于遍历到的每个原链表节点(curr),把每个对应的新节点map[curr])的后继指针和随机指针分别指向 原节点的后继节点(curr.next) 和 原节点的随机节点(curr.random) 通过哈希表对应的新节点上。

最后返回头节点在哈希表中对应的新节点即可。

class Solution {
    public Node copyRandomList(Node head) {
        Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
        Node curr = head;
        while (curr != null) {
            map.put(curr, new Node(curr.val));
            curr = curr.next;
        }
        curr = head;
        while (curr != null) {
            map.get(curr).next = map.get(curr.next);
            map.get(curr).random = map.get(curr.random);
            curr = curr.next;
        }
        return map.get(head);
    }
}
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