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随机链表的复制
七崽爱吃小饼干2026/01/07阅读 0专栏 算法合集

随机链表的复制

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:

codeType
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:

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

示例 3:

codeType
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。

解法:

这题主要的点在于复制时是否需要创建新节点,可能会导致重复创建。所以可以用哈希表记录旧链表节点和新建链表节点的对应关系,从而避免重复创建。接下来只需要按照链表顺序判断当前节点以及random是否需要创建新节点以复制即可。val值的复制统一在next遍历时即可。

ts
/**
 * Definition for _Node.
 * class _Node {
 *     val: number
 *     next: _Node | null
 *     random: _Node | null
 * 
 *     constructor(val?: number, next?: _Node, random?: _Node) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.next = (next===undefined ? null : next)
 *         this.random = (random===undefined ? null : random)
 *     }
 * }
 */


function copyRandomList(head: _Node | null): _Node | null {
    // 深拷贝就是要重新创建节点,将基础类型的值复制过来
    // next是一对一的关系,逐个遍历即可
    // random是多对一的关系,可能会发生重复创建的情况
    // 所以可以用哈希表来记录创建过的节点的引用,防止重复创建
    let p1 = head // 遍历原链表的指针
    let list = new _Node() // 头节点
    let p2 = list
    const map = new Map<_Node, _Node>() // { [p1节点的引用]: 对应的p2节点的引用 }
    while(p1 !== null){
        if(!map.has(p1)){ // 如果p1没被复制过
            p2.next = new _Node()
            p2.next.val = p1.val // 值的复制统一在遍历next的时候处理
            p2 = p2.next
            map.set(p1, p2) // 记录已经复制过的节点
        }else{
            p2.next = map.get(p1)
            p2.next.val = p1.val
            p2 = p2.next
        }
        // random 也进行复制
        if(p1.random !== null && !map.has(p1.random)){ // p1.random未被复制过
            p2.random = new _Node()
            map.set(p1.random, p2.random)
        }else{
            p2.random = p1.random === null ? null : map.get(p1.random)
        }
        p1 = p1.next
    }
    return list.next
};
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