鏈表問題---複製含有隨機指針節點的鏈表

【題目】

　　一種特殊的鏈表節點類型描述如下：

class Node:
    def __init__(self, data):
        self.val = data
        self.next = None
        self.rand = None

　　Node類中的value是節點值，next指針和正常單鏈表中next指針的意義一樣，都指向下一個節點，rand指針是Node類中新增的指針，這個指針可能指向鏈表中的任意一個節點，也可能指向None。
　　給定一個由Node節點類型組成的無環單鏈表的頭節點head，請實現一個函數完成這個鏈表中所有結構的複製，並返回複製的新鏈表的頭節點。

　　進階：不使用額外的數據結構，只用有限幾個變量，且在時間複雜度爲O(N)內完成原問題要實現的函數。

【基本思路】

　　原問題。使用一個哈希表，建立舊節點和新節點的對應關係。然後遍歷一遍鏈表，根據原鏈表和哈希表設置每一個新節點的next和rand指針。

#python3.5
class RandNode:
    def __init__(self, data):
        self.val = data
        self.next = None
        self.rand = None

def copyListWithRand1(head):
    if head == None:
        return None
    map = {}
    cur = head
    while cur != None:
        map[cur] = RandNode(cur.val)
        cur = cur.next
    cur = head
    while cur != None:
        map[cur].next = None if cur.next == None else map[cur.next]
        map[cur].rand = None if cur.rand == None else map[cur.rand]
        cur = cur.next
    return map[head] 

　　進階問題。在原鏈表中每一個節點的後面插入一個副本節點。遍歷一遍鏈表，在遍歷時設置每一個副本節點的rand指針。最後再分離成兩個鏈表即可。

def copyListWithRand2(head):
    if head == None:
        return None
    cur = head
    while cur != None:
        next = cur.next
        cur.next = RandNode(cur.val)
        cur.next.next = next
        cur = next
    cur = head
    while cur != None:
        cur.next.rand = None if cur.rand == None else cur.rand.next
        cur = cur.next.next
    copyHead = head.next
    cur = head
    while cur != None:
        next = cur.next
        cur.next = next.next
        next.next = None if next.next == None else next.next.next
        cur = cur.next
    return copyHead