複雜鏈表的複製

題目描述
輸入一個複雜鏈表（每個節點中有節點值，以及兩個指針，一個指向下一個節點，另一個特殊指針指向任意一個節點），返回結果爲複製後複雜鏈表的head。（注意，輸出結果中請不要返回參數中的節點引用，否則判題程序會直接返回空）

首先這道題可以在這裏進行算法測試：複雜鏈表的複製
定義一下算法描述的鏈表節點的數據結構：

public class RandomListNode {
    int label;
    RandomListNode next = null;
    RandomListNode random = null;

    RandomListNode(int label) {
        this.label = label;
    }
}

算法其實並不複雜，但是要將其清楚且完整地表達並且實現出來，還是需要一定的時間與代碼功底。

認真分析之後，將問題分解，問題分解的好處就是，不要求算法能夠一蹴而就，並且一蹴而就的算法代碼實現會極大增加算法的實現難度。

所以通過分析，將算法分成如下3個步驟：

(1). 第一步：首先拷貝出每個節點，由於鏈表是從頭到尾拷貝的，那麼後面的拷貝子節點還暫時沒有生成，所以我們就暫時僅僅拷貝單個節點，拷貝的子節點字段暫時不設置。等到完全拷貝之後，到第二部再進行設置。

private void cloneNodes(RandomListNode node){
   RandomListNode cur = node, clonedNode = null;
   while(cur != null){
       clonedNode = new RandomListNode(cur.label);
       clonedNode.next = cur.next;
       cur.next = clonedNode;
       cur = clonedNode.next;
   }
}

代碼很簡單，就是單純地在每個源鏈表節點中間拷貝一個節點插入進去即可。

(2). 第二步：補充拷貝後節點的完整性。即，設置每個拷貝的節點的子節點(即數據結構中的random字段)

private void connectSilblingNodes(RandomListNode node){
    RandomListNode cur = node, clonedNode = null;
    while(cur != null){
        clonedNode = cur.next;
        if(cur.random != null){
            clonedNode.random = cur.random.next;
        }
        cur = clonedNode.next;
    }
}

(3). 第3步：將整個鏈表拆成兩個鏈表，一個是源鏈表，一個是拷貝後的鏈表。

private RandomListNode reconnectNodes(RandomListNode node){
    RandomListNode cur = node;
    RandomListNode dummyHead = new RandomListNode(-1);
    RandomListNode clonedNode = dummyHead;
    while(cur != null){
        
        clonedNode.next = cur.next;
        clonedNode = clonedNode.next;
        
        cur.next = clonedNode.next;
        cur = cur.next;
    }
    return dummyHead.next;
}

這裏用到了設置虛擬頭節點技巧，這是一個亮點，其它沒啥技巧，很容易懂。

下面是整個運行通過測試的代碼：

public class Solution {
	// the algorithm entrance ... 
    public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead) {
        cloneNodes(pHead);
        connectSilblingNodes(pHead);
        return reconnectNodes(pHead);
    }
    
    private void cloneNodes(RandomListNode node){
        // ... ignore
        // reference the article above 
    }
    
    private void connectSilblingNodes(RandomListNode node){
        // ... ignore
        // reference the article above 
    }
    
    private RandomListNode reconnectNodes(RandomListNode node){
        // ... ignore
        // reference the article above 
    }
    
}

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總的來說還是基本的鏈表操作，但是問題要分析清楚，問題分析清楚就簡單了。