剑指offer:复杂链表的复制（java）

题目：请实现函数ComplexListNode复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个结点除了有一个m_pNext指针指向下一个结点外，还有一个m_pSibling指向链表中的任意结点或者NULL；

   下图是一个含有5个结点的该类型复杂链表。图中实线箭头表示m_pNext指针，虚线箭头表示m_pSibling指针。为简单起见，指向NULL的指针没有画出。

                  


    看到这个问题，我的第一反应是分成两步：第一步是复制原始链表上的每个链表，并用m_pNext链接起来。第二步，假设原始链表中的某节点N的m_pSibling指向结点S。由于S的位置在链表上有可能在N的前面也可能在N的后面，所以要定位N的位置我们需要从原始链表的头结点开始找。假设从原始链表的头结点开始经过s步找到结点S。那么在复制链表上结点N的m_pSibling的S’，离复制链表的头结点的距离也是s。用这种办法我们就能为复制链表上的每个结点设置m_pSibling了。

          对一个含有n个结点的链表，由于定位每个结点的m_pSibling，都需要从链表头结点开始经过O(n)步才能找到，因此这种方法的总时间复杂度是O(n2)。

           由于上述方法的时间主要花费在定位结点的m_pSibling上面，我们试着在这方面去做优化。我们还是分为两步：第一步仍然是复制原始链表上的每个结点N，并创建N’，然后把这些创建出来的结点链接起来。这里我们对<N，N’>的配对信息放到一个哈希表中。第二步还是设置复制链表上每个结点的m_pSibling。如果在原始链表中结点N的m_pSibling指向结点S，那么在复制链表中，对应的N’应该指向S’。由于有了哈希表，我们可以用O(1)的时间根据S找到S’。

           第二种方法相当于用空间换时间，以O(n)的空间消耗实现了O(n)的时间效率。

    接下来我们再换一种思路，在不用辅助空间的情况下实现O（n)的时间效率。第三种方法的第一步仍然是根据原始链表的每个结点N创建对应N’。这一次，我们把N’链接到N的后面。

    第二步设置复制出来的结点的m_pSibling。假设原始链表上的N的m_pSibling指向结点S，那么其对应复制出来的N'是m_pnext指向的结点，同样S’也是S的m_pNext指向的结点。

    第三步把这个长链表拆分成两个链表：把奇数位置的结点用m_pnext链接起来就是初始链表，把偶数位置的结点用m_pnext链接起来就是复制出来的链表。 

public class Solution {
public ComplexListNode Clone(ComplexListNode pHead)
{
if(pHead == null){
return null;
}
//复制接结点
CloneNodes(pHead);

//连接随机指针
ConnectSiblingNodes(pHead);

//拆分链表
return ReconnectNodes(pHead);

}
public static void CloneNodes(ComplexListNode pHead){
ComplexListNode pNode = pHead;
while(pNode != null){
ComplexListNode pCloned = new ComplexListNode(pNode.label);
pCloned.m_pnext = pNode.m_pnext;
pCloned.m_pSibling = null;

pNode.m_pnext = pCloned;
pNode = pCloned.m_pnext;
}

}
public static void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode pHead){
RandomListNode pNode = pHead;
while(pNode != null){
ComplexListNode pCloned = pNode.m_pnext;
if(pNode.m_pSibling != null){
pCloned.m_pSibling = pNode.m_Sibling.m_pnext;
}

pNode = pCloned.m_pnext;
}
}
public static ComplexListNode ReconnectNodes(ComplexListNode pHead){

ComplexListNode pNode = pHead;
ComplexListNode pClonedHead = null;
ComplexListNode pClonedNode = null;

if(pNode != null){
pClonedHead = pClonedNode = pNode.m_pnext;
pNode.m_pnext = pClonedNode.m_pnext;
pNode = pNode.m_pnext;
}

while(pNode != null){
pClonedNode.m_next = pNode.m_next;
pClonedNode = pClonedNode.m_pnext;
pNode.m_pnext = pClonedNode.m_pnext;
pNode = pNode.m_pnext;
}

return pClonedHead;
}
}