劍指offer_面試題26_複雜鏈表的複製

題目：請實現函數ComplexListNode * Clone(ComplexListNode * pHead),複製一個複雜鏈表。在複雜鏈表中，每個結點除了有一個 m_pNext 指針指向下一個結點外，還有一個 m_pSibling 指向鏈表中的任意結點或者NULL。

複雜鏈表結構定義如下：

typedef struct Node{
    int m_nValue;
    struct Node *m_pNext;
    struct Node *m_pSibling;
}ComplexListNode;

方法一：

過程分析：

1、第一步複製原始鏈表上的每一個結點，並用 m_pNext 鏈接起來；

2、第二步設置每個結點的 m_pSibling 指針。

規律總結：

1、由於 m_pSibling 指針可能指向任意位置，因此需要有一個臨時指針遍歷，當遍歷到的結點的數據 等於 m_pSibling 指針 指向的結點的數據，說明臨時指針指向的位置就是 新鏈表 m_pSibling 指針 的值。不過前提是 鏈表中沒有重複結點。

2、如有重複結點，則需要 記錄 臨時指針 走了多少步 纔到原 m_pSibling 指向的結點。然後複製鏈表也走這麼多步。

時間複雜度：O（n^2）

算法如下：

/* 複製新的鏈表，使用了遞歸 */
ComplexListNode* CloneNode_own(ComplexListNode *pHead)
{
    if(NULL == pHead)
        return pHead;

    ComplexListNode *pCloned = new ComplexListNode;
    pCloned->m_nValue = pHead->m_nValue;
    pCloned->m_pSibling = NULL;
    pCloned->m_pNext = CloneNode_own(pHead->m_pNext);

    return pCloned;
}

/* 指定 m_pSibling,使用的是總結的規律1 */
ComplexListNode* ConnectSiblingNodes_own(ComplexListNode *pHead,ComplexListNode *pClonedHead)
{
    if(NULL == pHead || NULL == pClonedHead)
        return pClonedHead;

    ComplexListNode *pNode = pHead;
    ComplexListNode *pClonedNode = pClonedHead;

    while(pClonedNode != NULL)
    {
        if(pNode->m_pSibling != NULL)
        {
            ComplexListNode *temp = pClonedHead;     /**ComplexListNode *temp = pClonedNode; 不要這樣寫，因爲m_pSibling可能指向前面*/
            while(temp->m_nValue != pNode->m_pSibling->m_nValue)
            {
                temp = temp->m_pNext;
            }
            pClonedNode->m_pSibling = temp;
        }
        pClonedNode = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;    /**這一步不要忘*/
    }

    return pClonedHead;
}

方法二：

第一步：根據原始鏈表的每個結點 N 創建對應的 N' ，並且將 N' 接在 N 的後面。

第二步：設置複製出來的結點的 m_pSibling 。假設原始鏈表上的 N 的 m_pSibling 指向結點 S，那麼其對應賦值出來的 N' 是 N 的 m_pNext 指向的結點，同樣 S' 也是 S 的 m_pNext 指向的結點。

第三步：將兩個鏈表拆分成兩個鏈表。

時間複雜度：O（n）

算法如下：

/**第一步：複製原始鏈表的結點N並創建新結點N‘，再把N‘鏈接到N的後面*/
void CloneNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        ComplexListNode* pCloned = new ComplexListNode();
        pCloned->m_nValue = pNode->m_nValue;
        pCloned->m_pNext = pNode->m_pNext;
        pCloned->m_pSibling = NULL;

        pNode->m_pNext = pCloned;

        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

/**第二步：設置賦值出來的結點的 m_pSibling */
void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        ComplexListNode* pCloned = pNode->m_pNext;
        if(pNode->m_pSibling != NULL)
        {
            pCloned->m_pSibling = pNode->m_pSibling->m_pNext;
        }

        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

/**第三步：將長鏈表分割成兩個鏈表*/
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_pNext = pNode->m_pNext;
        pClonedNode = pClonedNode->m_pNext;

        pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }

    return pClonedHead;
}

ComplexListNode* Clone(ComplexListNode* pHead)
{
    CloneNodes(pHead);
    ConnectSiblingNodes(pHead);
    return ReconnectNodes(pHead);
}

總結：

這道題比較難理解，需要一步步分析，就比如方法二的第三步，需要有想象，一個拆線，連線的過程

/* 點滴積累，我的一小步 */