剑指Offer（25）：复杂链表的复制

一、题目描述

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）

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二、解题思路

1）复制复杂链表。把复制结点跟在原结点后面，而不直接创建新的链表；
2）设置复制出来的结点的random。因为原结点与复制结点是前后对应关系，所以原结点的random的后一个结点即为复制结点的random；
3）拆分链表。

例如：
链表：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6
随机指针：2 -> 5，3 -> 6
在每个结点后链接复制结点
链表：1 -> 1* -> 2 -> 2* -> 3 -> 3* -> 4 -> 4* -> 5 -> 5* -> 6 -> 6*
随机指针：2 -> 5，3 -> 6
链接复制结点的random结点，即链接原结点的random结点的后一个结点
链表：1 -> 1* -> 2 -> 2* -> 3 -> 3* -> 4 -> 4* -> 5 -> 5* -> 6 -> 6*
随机指针：2 -> 5，2* -> 5*，3 -> 6，3* -> 6*
拆分链表
原始链表：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6
随机指针：2 -> 5，3 -> 6
复制链表：1* -> 2* -> 3* -> 4* -> 5* -> 6*
随机指针：2* -> 5*，3* -> 6*

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三、编程实现

public class Solution {
    public RandomListNode Clone(RandomListNode pHead) {
        if (pHead == null) {
            return null;
        }
        // 当前指针指向原链表头
        RandomListNode currentNode = pHead;
        // 在每个结点后链接一个它的复制结点
        while (currentNode != null) {
            // 创建复制结点
            RandomListNode cloneNode = new RandomListNode(currentNode.label);
            // 定义当前结点的后一个结点
            RandomListNode nextNode = currentNode.next;
            // 将复制结点链接到当前结点的后面
            currentNode.next = cloneNode;
            // 将原先的后一个结点链接到复制节点后面
            cloneNode.next = nextNode;
            // 将指针移动到下一个结点
            currentNode = nextNode;
        }
        // 将当前指针重新指向原链表头
        currentNode = pHead;
        while (currentNode != null) {
            // 判断当前结点是否存在随机指针，如果存在，则将当前结点的下一个结点（即复制结点）的随机指针
            // 指向当前结点的随机结点的后一个结点（即随机指针的复制结点）
            currentNode.next.random = currentNode.random == null ? null : currentNode.random.next;
            // 将指针移动到下下个结点（因为下一个是复制结点）
            currentNode = currentNode.next.next;
        }
        // 将当前指针重新指向原链表头
        currentNode = pHead;
        // 定义复制链表的表头为原链表头的下一个结点
        RandomListNode pCloneHead = pHead.next;
        while (currentNode != null) {
            // 定义复制链表的指针指向的结点为当前指针指向结点的后一个
            RandomListNode cloneNode = currentNode.next;
            // 将当前复制结点的后一个结点（即原本链表的后一个结点）重新链接回当前结点
            currentNode.next = cloneNode.next;
            // 链接复制结点的下下个结点
            cloneNode.next = cloneNode.next == null ? null : cloneNode.next.next;
            // 将指针移动到后一个结点（因为复制结点已从链表中断出）
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return pCloneHead;
    }
}

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