没有关系的话,那就去建立关系吧

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没有关系的话,那就去建立关系吧 乄北城以北乀 于2023-03-17 17:09:31发布 3773 收藏 41 分类专栏: 刷题 文章标签: 链表 数据结构 刷题 专栏收录该内容 4 篇文章 0 订阅 订阅专栏

        今天给大家分享一道链表的好题--链表的深度拷贝,学会这道题,你的链表就可以达到优秀的水平了。力扣

         先来理解一下题目意思,即建立一个新的单向链表,里面每个结点的值与对应的原链表相同,并且random指针也要指向新链表中与原链表对应的那个相对位置。(即假设原链表中的第一个结点的random指向原链表的最后一个结点,那么新链表的第一个结点也要指向新链表的最后一个结点,即random指针是链表内部确定相对位置的一个指针)。

        首先,拷贝一个新的链表,其对应结点的值与原链表对应结点的值相同是很容易实现的。可以用一个cur指针遍历原链表,然后建立一个新链表头,然后逐个尾插既可。   

struct Node* cur=head; struct Node* newhead = NULL; struct Node* tail = NULL; while(cur) { //每次尾插都需要一个新结点,其val与原链表对应相等 struct Node* newnode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); //第一次尾插时 if(NULL ==tail) { newhead = tail =newnode; newnode->val = cur->val; newnode->next = newnode->random = NULL; } //后续尾插 else { tail->next = newnode; tail = tail->next; } //拷贝一个新结点后,cur往后走 cur = ucr->next; }

此时,只是完成了next链接和val拷贝,random的指向还没有拷贝。

暴力求解O(N^2)

可以建立一个结构体的指针数组   struct Node* arr[n]  n为原链表中的结点数

struct Node* arr[n]; int count = 0; while(cur) { arr[count] = cur->random; count++; cur =cur->next; }

再次利用cur遍历原链表,将每个结点的random保存在创建的结构体指针数组 arr中。

struct Node* newcur=newhead; int newcount=-1; while(newcur) { ++newcount;//每次进来都拿到原链表的一个random struct Node* tmp = arr[newcount];//用tmp保存这个random cur = head; while(cur != tmp) { //遍历原链表,看看此时的random是原链表的第几个结点 count++; } //找到新链表中对应的第count个结点 struct Node* find = newhead; while(count--) { //一共走count步 newhead = newhead->next; } //找到了newcur位置的random的指向 newcur->random = find; //newcur继续往后走 newcur = newcur->next; }

暴力解法虽然也能解决问题,但是时间复杂度为O(N^2),效率低,不推荐。

更优解O(N)

        通过暴力解法我们可以发现,寻找random指向的难点在于它是随机的,如果想要确定具体的相对位置(相对于头是第几个)则必须经过2次遍历,那么怎样简化寻找相对位置的过程呢?

        想一下random的关系在哪里出现,应该只有原链表中,而我们又想要建立新链表中random的关系,因此我们必须建立原链表与新链表直接的关系,通过原链表的random找到新链表的random。

        再借助next指针思考,我们可以将新链表对应的结点连接到原链表上。

        

 此时逻辑一下子清晰了,每个新结点都在原对应结点的next位置。

例如:对于13这个结点的random连接,新13->random = 原13->random->next,即通过原链表random的查找方式,再加上next,来连接新链表的random。

具体的实现过程分为3个方面。

1、连接原、新链表 struct Node* cur=head; while(cur) { //建立新结点并初始化 struct Node* newnode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); newnode->next = newnode->random =NULL; random->val = cur->val; //先保存一下原结点的下一个结点 struct Node* next = cur->next; //将新结点连接到原链表 cur->next = newnode; newnode->next = next; //cur继续往后走 cur = next; } 2、建立新链表的random联系 cur = head; while(cur) { //确保cur不为NULL,再建立copy指向cur的next struct Node* copy = cur->next; //建立copy的random联系时,要确保其不为空,否则不能进行next操作 //因此这里讨论一下原链表的random是否为空 if(NULL == cur->random) { copy->random = NULL; } else { copy-> random = cur->random->next; } //连接后cur继续往后走 cur = copy->next; }

要注意,copy指针和cur指针移动的位置,可以理解为cur不为空时,建立copy指向此时cur的下一个,完成相关连接后copy丢弃,cur往后走,copy只起到临时变量的作用(连接后便丢弃)。

 

3、分离原、新链表

分离的过程直接将copy部分的结点尾插到一个新结点即可

struct Node* newhead=NULL,*tail=NULL; cur=head; while(cur) { struct Node* copy = cur->next; struct Node* next = copy->next; if(NULL == tail)//第一次尾插 { newhead = tail =copy; } else//后续尾插 { tail->next = copy; //tail往后走,指向新的最后一个结点 tail = tail->next; } //分离原链表,cur继续往后走 cur->next=next; cur= next; } return newhead;

这部分要注意,else内部tail往下走是后续尾插才有的操作。

 

总结:为了优化代码,使时间复杂度变为O(N),必须建立原来链表的新链表直接的联系,借助原链表的random->next,来连接新链表的random。

所以说,没有关系的话,那就去勇敢的建立关系吧。

 

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