数据结构与算法-链表（六）：剑指offer-复杂链表的复制

复杂链表的复制

一、题目

输入一个复杂链表（每个节点中有节点值，以及两个指针，一个指向下一个节点，另一个特殊指针指向任意一个节点），返回结果为复制后复杂链表的head。（注意，输出结果中请不要返回参数中的节点引用，否则判题程序会直接返回空）

二、解析

需要注意的是每个节点都有两个指针
其实这题如果可以用深拷贝直接就出来了哈哈哈！

import copy
class Solution:
    # 返回 Ran00domListNode
    def Clone(self, pHead):
        # write code here
        ret = copy.deepcopy(pHead)
        return ret

比如：如下就是一个复杂链表。正常情况下，你把node1，node2复制过去，但是你不知道random在哪里，你每次搜寻random，你都要搜寻n次，复杂度n^2。太慢，我们尽量不要做n平方的事情

大神想的招：每个节点都复制一份，如下：然后根据原本链表连接random，那么新复制的节点的random为None，现在我们要做的是将新的节点找到random，然后把老的节点删除就好了。


如何指定新的节点的指针？很简单，新的节点的random指针指向的位置就是老节点random的next，就是原本random指向的节点的下一位。
a.next.random(a.next就是新复制的节点) = a.random.next

然后断链，将原本的链拿走，这样的时间复杂度为3n:循环第一次，复制节点，循环第二次，找random；循环第三次，断开链表

• 边界条件（永远不要忘了）：如果pHead不存在，返回None
• 开启第一次循环：复制node——（1）首先我们要有一个指针pTmp = pHead，开始循环，循环的终止条件是pTmp为空。循环体内，首先要建立一个node,这个node等于谁？等于复杂链表的类RandomListNode，就是先实例化，类里面的参数x是原本的复杂链表的节点的label,即每一个node = RandomListNode（pTmp.label）,现在知道这个指针pTmp有啥用了吧，就是在每一次循环的时候这个指针沿着原链表变动，为我们提供复杂链表类中的参数从而生成新的node，你可以把这个指针看作是原本链表的指针；（2）你现在创建完了，需要将它正常的连接起来，首先原本节点的next指向node，node的next指向原本节点的next，但是是否有不妥，这样不对，顺序不对，反过来，否则的话原本节点的next为node了。你再让node指向自己？·node.next = pTmp.next, pTmp.next = node·, 然后更新指针：pTmp = node.next,结束循环！
• 开启第二次循环：找到node的random——（1）你要记得只要遍历链表，你就必要要创建一个指针，由于上个循环已经结束，所以名字可以一样，因此创建指针pTmp = pHead；考虑全面一点，因为random是有可能为空的，在创建链表类的时候，链表最后一个的next为空，对应的，类内部x.random=None，所以random有可能为空：if pTmp.random，只有满足了这个条件才能继续执行：node.random = pTmp.random.next;更新指针：pTmp = node.next
• 开启第三次循环：断开原本链表与新链表之间的联系：在断开之前，你要做一件事：你这个函数要返回什么，返回的是新链表的newhead,这个newhead如何得到？新建指针pTmp = pHead, newhead = pTmp.next;然后进入循环，如何断链，原本的pTmp.next为node，现在我不要你指向我了，你还是指向你原本应该指向的东西pTmp.next,next吧；还不够，你不光要断掉原本的节点与新node的联系，你还要断掉新node与原本节点的联系，所以在进入循环之前还要创建一个新链表的指针pNewTmp,pNewTmp现在指向的是node.next，现在可不敢了，他应该指向node.next,next,所以if pNewNext:,pNewTmp.next = pNewTmp.next,next ,最后更新pTmp

# -*- coding:utf-8 -*-
# class RandomListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.label = x
#         self.next = None
#         self.random = None
class Solution:
    # 返回 Ran00domListNode
    def Clone(self, pHead):
        # write code here
        
        # 第一次循环需要加所有的node
        # 复制一样的node并且添加到之前的链表的每一个node后面
        if pHead == None:
            return None
        pTmp = pHead
        
        while pTmp:
            node = RandomListNode(pTmp.label)
            # 复制的这个节点的next等于原本节点的next
            node.next = pTmp.next    # pTmp.next可以为none，是None的话node.next就是None，但是第二个循环的random不行，如果random为none；random.next怎么办
            # 原本节点的next换成指向新复制的节点
            pTmp.next = node
            # 更新pTmp
            pTmp = node.next
            
        # 实现新建的node的random的指向
        pTmp = pHead
        while pTmp:
            if pTmp.random:
                pTmp.next.random = pTmp.random.next
            # 更新pTmp
            pTmp = pTmp.next.next
            
        # 断链：断开原来node与新的node之间的连接
        pTmp = pHead
        newHead = pHead.next
        pNewTmp = pHead.next
        while pTmp:
            pTmp.next = pTmp.next.next
            if pNewTmp.next:
                pNewTmp.next = pNewTmp.next.next
                pNewTmp = pNewTmp.next
            pTmp = pTmp.next
        return newHead