【数据结构】LeetCode升级版的环形链表，复制带随机指针的链表

目录

      一、升级版的环形链表

          1、题目说明

          2、题目解析

      二、复制带随机指针的链表

          1、题目说明

          2、题目解析

一、升级版的环形链表

 1、题目说明

题目链接：升级版的环形链表 

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回NULL。

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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