【数据结构】LeetCode升级版的环形链表，复制带随机指针的链表

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如果链表中有某个节点可以通过连续跟踪 next 指针再次到达则链表中存在环。为了表示给定链表中的环评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置索引从 0 开始。如果 pos 是 -1 则在该链表中没有环。注意pos 不作为参数进行传递仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

2、题目解析

这个题的解题思路比较巧妙经过上一篇博客中环形链表的相交点问题在这里还是设置快慢指针让慢指针从链表起始位置开始遍历链表同时让快指针从判环时相遇点的位置开始绕环运行两个指针都是每次均走一步最终肯定会在入口点的位置相遇。

快指针和慢指针还有关系

快指针是慢指针的2倍--->2*(L+X) = L+nR+X

所以L = nR - X。(n的大小取决于环的大小环越小n越大)

结论一个指针从链表起始位置运行一个指针从相遇点位置绕环每次都走一步两个指针最终会在入口处相遇。

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) 
{
    struct ListNode* fast = head,*slow = head;
    while(fast && fast->next)
    {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
        if(slow == fast)
        {
            struct ListNode* meet = slow;
            while(head != meet)
            {
                head = head->next;
                meet = meet->next;
            }
            return meet;
        }
    }
    return  NULL;
}

二、复制带随机指针的链表(较难)

1、题目说明

题目链接复制带随机指针的链表

给你一个长度为 n 的链表每个节点包含一个额外增加的随机指针 random 该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的深拷贝。深拷贝应该正好由 n 个全新节点组成其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个[val, random_index]表示

val一个表示 Node.val 的整数。
random_index随机指针指向的节点索引范围从 0 到 n-1 如果不指向任何节点则为 NULL 。

2、题目解析

将原有链表给复制一份同时原有链表的 random 指针是随机指向某一个节点的复制链表的同时也要保证该节点的 random 指针指向的值与原有链表的random指向的值不变。

思路如下

第一步首先将原有链表的每个节点都拷贝一份放在原节点的后面。

第二步设置拷贝节点的 random我们用 cur 遍历原链表cur->random->next 节点就是 copy 的 random 要找的节点。(使用绿色的线表示的)

第三步我们的复制后的链表节点的random已经处理完毕了接下来我们将两个链表分割开来并组成各自新的链表。(断开后用紫色的线重新组成新的链表)

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) 
{
    //拷贝节点,并链接在源节点的后面
	struct Node* cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* next = cur->next;
        struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        copy->val = cur->val;
        //插入链接
        cur->next = copy;
        copy->next = next;
        cur = next;
    }
    //设置拷贝节点的random
    cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        if(cur->random ==  NULL)
            copy->random =  NULL;
        else
        {
            copy->random = cur->random->next;
        }
        cur = cur->next->next;
    }
    //拷贝节点解下来链接组成拷贝链表
    cur = head;
    struct Node* copyHead = NULL,*copyTail =NULL;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        struct Node* next = copy->next;
        cur->next = next;
        //尾插
        if(copyTail ==  NULL)
        {
            copyHead = copyTail = copy;
        }
        else
        {
            copyTail->next = copy;
            copyTail = copyTail->next;
        }
        cur = next;
    }
    return copyHead;
}

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