[力扣] 剑指 Offer 第二天 - 复杂链表的复制
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题目来源
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/fu-za-lian-biao-de-fu-zhi-lcof
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题目描述
请实现 copyRandomList 函数,复制一个复杂链表。在复杂链表中,每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点,还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。
示例
示例 1
示例 2
示例 3
示例 4
题目解析
如果是普通的链表,我们完全可以遍历链表的过程中复制一个链表,但是复杂链表中存在随机指针,如果是按照原始的方式去拷贝,会存在随机节点没有创建的问题,因此拷贝的前提是【所有节点都已被创建】。既能创建新节点,又能将原节点与新节点一一对应,我们可以使用哈希表去实现。
算法 1
本题是基于 Go 语言去实现
定义一个
map
,存储结构 →key
为原节点,value
为新节点,初始化node
指向头结点遍历链表,将原节点和新节点存入
map
→ 键值对(原节点 : 新节点)node
再次指向头结点,再次遍历链表,构建新节点的next
引用指向和random
引用指向返回新节点的头结点
代码实现
执行结果
复杂度分析
时间复杂度:O(N),遍历两次链表需要 O(N) 的时间复杂度。
空间复杂度:O(N),其中 N 是链表的长度,为哈希表的额外空间开销。
算法 2
算法优化,遍历链表是无可避免的,因此我们可以从空间的维度去优化 → 去除哈希表的使用。使用另外一种方式,在原链表中做映射关系。原链表 A → B → C → D
映射之后的链表 A → A' → B → B' → C → C' → D → D'
步骤:
判断头结点是否为空,条件成立则直接返回头结点
定义新指针
cur
指向头结点,遍历cur
链表,创建新节点并由原节点的next
节点指向新节点,做映射关系,然后调节指向。cur
重新指向头结点,遍历cur
链表,构建ramdom
引用指向,新节点的random
指向原节点random
的next
节点(新copy
的节点)最后拆分新旧节点,返回新头结点
代码实现
执行结果
复杂度分析
时间复杂度:O(N),遍历两次链表需要 O(N) 的时间复杂度。
空间复杂度:O(1),创建的新节点所使用的变量使用常数大小的额外空间。
总结
第一种算法使用了 map 结构去实现新旧节点映射,而第二种则以一条线穿插着新旧节点,然后然后在这条线上构建 copy
后的链表,非常巧妙。
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版权声明: 本文为 InfoQ 作者【陈明勇】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/b3e66e0af7d59e82626e56169】。文章转载请联系作者。
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