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初阶数据结构习题【12】（3顺序表和链表）——138.随机表的复制

news 来源：原创 2025/5/23 4:44:04

1. 题目描述

力扣在线OJ——138.随机表的复制
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：

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]]

2. 思路

在原结点的next插入我们所拷贝的结点
拷贝节点的random，原节点的random->next
拷贝节点解下来，链接成一个新链表。原链表恢复

3. 代码实现

/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */


struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    //1 插入拷贝结点在原结点的后面
    struct Node* cur = head;//原节点
    while(cur)
    {
        //插入
        struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        copy->val = cur->val;//copy值
     
        copy->next = cur->next;//复制原节点cur的next
        cur->next = copy;//让cur的next指向copy

        cur = cur->next->next;//此时第一个节点的next已经是我们copy的节点了，要想遍历到第二个原节点需要next两次
    }
    //2. 拷贝节点的random，原节点的random->next
    cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;//从copy的头开始
        if(cur->random == NULL)
        {
            copy->random = NULL;
        }
        else
        {
            copy->random = cur->random->next;
        }
        cur = cur->next->next;
    }

    //3. 拷贝节点解下来，链接成新链表，并且恢复链表
    cur = head;
    struct Node* copyHead = NULL,* copyTail = NULL;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        struct Node* Next = copy->next;
        cur->next = Next;
        //copy尾插
        if(copyTail == NULL)
        {
            copyHead = copyTail = copy;
        }
        else
        {
            copyTail->next = copy;
            copyTail = copyTail->next;
        }
        //恢复原链表
        cur = Next;
    }
    return copyHead;
}
/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */