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138. 复制带随机指针的链表

一、题目描述

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 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

二、示例

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]]

三、实现

1.遍历原链表的每个节点进行copy，并插入到每个节点的后面。

2.根据原节点的random，处理复制节点的random，复制节点的random为原节点的random的next。

3.复制节点解下来连接成一个新链表，恢复原链表。遍历链表，进行尾插。

struct Node {
	int val;
	struct Node* next;
	struct Node* random;
};

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
	// 1.拷贝原链表的每个节点，并插入到每个节点的后面
	struct Node* cur = head;
	while (cur)
	{
		// 1.1 拷贝原节点
		struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
		copy->val = cur->val;

		// 1.2 插入到原节点cur后面
		copy->next = cur->next;
		cur->next = copy;

		cur = copy->next;
	}

	// 2.根据原节点的random，处理copy节点的random为原节点random.next
	cur = head;
	while (cur)
	{
		struct Node* copy = cur->next;
		if (cur->random == NULL)
			copy->random = NULL;
		else
			copy->random = cur->random->next;

		cur = copy->next;
	}

	// 3.将copy节点从链表中取下进行尾插，原链表恢复
	struct Node* copyHead = NULL, * copyTail = NULL;
	cur = head;
	while (cur)
	{
		struct Node* copy = cur->next;
		struct Node* next = copy->next;

		// 3.1 copy节点进行尾插构成新链表
		if (copyTail == NULL)
		{
			copyHead = copyTail = copy;
		}
		else
		{
			copyTail->next = copy;
			copyTail = copy;
		}

		// 3.2 恢复原链表
		cur->next = next;

		cur = next;
	}

	return copyHead;
}

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