138. 复制带随机指针的链表

难度中等478

给定一个链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

要求返回这个链表的 深拷贝。 

我们用一个由 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 。

 

示例 1：

输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例 2：

输入：head = [[1,1],[2,1]]
输出：[[1,1],[2,1]]

示例 3：

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

示例 4：

输入：head = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

 

提示：

• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。
• 节点数目不超过 1000 。

必须大赞叹这个大佬的题解！！我也必须要记录一下这题给我的启发！

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;
    
    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if(head == NULL){
            return head;
        }
        unordered_map<Node*, Node*> ump;
        Node* cur = head;
        while(cur != NULL){
            Node* copy = new Node(cur->val);
            ump[cur] = copy;
            cur = cur->next;
        }
        cur = head;
        while(cur != NULL){
            ump[cur]->next = ump[cur->next];
            ump[cur]->random = ump[cur->random];
            cur = cur->next;
        }
        return ump[head];
    }
};

首先，用map来存储链表，key是old的链表结点，value是new结点，因此value这里就是我们要处理进行的深拷贝得到的链表。另一个好处是，链表索引可以当做指针来操作链表，操作map的同时可以对链表获取进行同步操作，这样虽然看起来有点绕，但是实际上看明白了非常好理解，而且节省很多空间。

然后，先对链表进行一个遍历后，依据原来链表结点生成key，相应的将节点值作为新声明节点的val传到相应的value里去，这样只是做了一层拷贝，没有next和random没有拷贝。因此在第二轮遍历链表时，用到的就是map里面的key和value，用美妙的代码如下实现，把next和random绘制完成。ump[cur] 这个表示都是new的，只有val。但这样操作之后next和random就完善了！！真的妙极了！

            ump[cur]->next = ump[cur->next];
            ump[cur]->random = ump[cur->random];