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java - 使用指向除下一个节点之外的随机节点的指针复制 LinkedList

coder 2023-09-01 原文

问:链表的每个节点都有一个随机指针(除了next指针)可以随机指向另一个节点或者为空。您将如何复制这样的链表？

A:这就是我所拥有的，我只是想确认这是否是最佳的实现方式。

由于没有指定空间限制，我将使用 LinkedHashSet 和 LinkedHashMap(我可以想象人们已经点头表示不同意；))

第一次迭代:做显而易见的事情 - 从要复制的列表中读取每个节点并在新列表上创建节点。然后，像这样读取随机节点:this.random.data 并插入到 LinkedHashSet 中。

第二次迭代:遍历新列表并将每个节点的数据作为第一列和节点本身作为第二列添加到 LinkedHashMap 中(不必链接，但我'我只是顺其自然)。

第三次迭代:同时迭代 LinkedHashSet(这就是需要链接的原因 - 可预测的顺序)和新列表。对于第一个节点，读取LinkedHashSet的第一个条目，在LinkedHashMap中查找对应的对象，并作为随机节点添加到新列表中的当前节点。

3 次迭代确实看起来有点疯狂，但尝试将复杂度保持为 O(N)。任何改进 O(3N) 空间需求和 O(3N) 运行时复杂性的解决方案都会很棒。谢谢!

编辑:LinkedHashSet 中的条目可以在进入 LinkedHashMap 时删除，因此这只会占用 O(2N) 空间。

最佳答案

作为pointed out by MahlerFive ，我认为你可以用 O(2N) 的运行时复杂度和 O(N) 的空间复杂度来做到这一点。

假设你有

public class Node {
    private Node next;
    private Node random;
    private String data;
    // getters and setters omitted for the sake of brevity
}

我会对 Node 的链接列表进行深度复制，如下所示:

private Node deepCopy(Node original) {
    // We use the following map to associate newly created instances 
    // of Node with the instances of Node in the original list
    Map<Node, Node> map = new HashMap<Node, Node>();
    // We scan the original list and for each Node x we create a new 
    // Node y whose data is a copy of x's data, then we store the 
    // couple (x,y) in map using x as a key. Note that during this 
    // scan we set y.next and y.random to null: we'll fix them in 
    // the next scan
    Node x = original;
    while (x != null) {
        Node y = new Node();
        y.setData(new String(x.getData()));
        y.setNext(null);
        y.setRandom(null);
        map.put(x, y);
        x = x.getNext();
    }
    // Now for each Node x in the original list we have a copy y 
    // stored in our map. We scan again the original list and 
    // we set the pointers buildings the new list
    x = original;
    while (x != null) {
            // we get the node y corresponding to x from the map
        Node y = map.get(x);
            // let x' = x.next; y' = map.get(x') is the new node 
            // corresponding to x'; so we can set y.next = y'
        y.setNext(map.get(x.getNext()));
            // let x'' = x.random; y'' = map.get(x'') is the new 
            // node corresponding to x''; so we can set y.random = y''
        y.setRandom(map.get(x.getRandom()));
        x = x.getNext();
    }
    // finally we return the head of the new list, that is the Node y
    // in the map corresponding to the Node original
    return map.get(original);
}

编辑:我发现这个问题与那个问题重复here : 在那里你找到一个 answer这展示了如何在 O(3N) 运行时复杂度中解决这个问题而没有额外的空间:非常巧妙!但它使用了 C 指针的技巧，我不确定如何在 java 中做同样的事情。

关于java - 使用指向除下一个节点之外的随机节点的指针复制 LinkedList，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/5509825/

LinkedListjavacodeNodethealgorithmlinked-list

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