剑指 Offer（第2版）面试题 35：复杂链表的复制

剑指 Offer（第2版）面试题 35：复杂链表的复制

题目来源： 48. 复杂链表的复刻

解法1：模拟

算法：

1. 复制原始链表的节点 N 并创建新节点 N’，把 N’ 链接到 N 的后面。
2. 设置复制节点的 random 指针。
3. 拆分链表：把奇数位置的节点链接起来就是原始链表，把偶数位置的节点链接起来就是复制链表，最后返回复制链表的头节点。

PS：少有的书上代码比其他解法要好的，推荐书上解法，拆分成三步走，清晰明了。

代码：

/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next, *random;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL), random(NULL) {}
 * };
 */
class Solution
{
public:
    ListNode *copyRandomList(ListNode *head)
    {
        CloneListNodes(head);
        SetRandomPointer(head);
        return SplitList(head);
    }
    // 第一步：复制原始链表的节点 N 并创建新节点 N'，把 N' 链接到 N 的后面
    void CloneListNodes(ListNode *head)
    {
        ListNode *p = head;
        while (p)
        {
            // 复制节点
            ListNode *clone = new ListNode(0);
            clone->val = p->val;
            clone->next = p->next;
            clone->random = nullptr;
            
            p->next = clone;
            p = clone->next;
        }
    }
    // 第二步：设置复制节点的 random 指针
    void SetRandomPointer(ListNode *head)
    {
        // 如果原始链表上的节点 N 的 random 指针指向 S，
        // 则它的复制节点 N' 的 random 指针指向 S'
        ListNode *p = head;
        while (p)
        {
            ListNode *clone = p->next;
            if (p->random)
                clone->random = p->random->next;
            p = clone->next;
        }
    }
    // 第三步：拆分链表
    ListNode *SplitList(ListNode *head)
    {
        ListNode *p = head;
        ListNode *cloneListHead = nullptr;
        ListNode *clone = nullptr;
        if (p)
        {
            cloneListHead = p->next;
            clone = p->next;
            p->next = clone->next;
            p = p->next;
        }
        while (p)
        {
            clone->next = p->next;
            clone = clone->next;
            p->next = clone->next;
            p = p->next;
        }
        return cloneListHead;
    }
};

复杂度分析：

时间复杂度：O(n)，其中 n 是原始链表的节点个数。算法遍历了每个节点。

空间复杂度：O(n)，其中 n 是原始链表的节点个数。算法创建了每个节点的副本。