一刷剑指offer(26)——复杂链表的复制

题目:
请实现函数ComplexListNode* Clone(ComplexListNode* pHead),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。结点定义如下:
struct ComplexListNode
{
    int    m_nValue;
    ComplexListNode*    m_p    Next;
    ComplexListNode*    m_pSibling;
};

该问题可以分成两部分解决:

1、复制原始链表上每一个结点,并用m_pNext链接起来

2、设置每个结点的m_pSibling指针

假设原始链表中某个结点N的m_pSibling指向结点S,因为S的位置无法确定,所以需要从原始链表头结点沿着m_pNext开始遍历,对于一个含有n个结点的链表,时间复杂度为O(n^2)。

为了进行优化,可以采用哈希表的方式。

依然分成两步:

1、复制原始链表上的每个结点N创建N‘,然后把这些创建出来的结点用m_pNext链接起来,同时把<N,N'>的配对信息放到一个哈希表里;

2、设置复制链表上每个结点的m_pSibling,如果原始链表中结点N的m_pSibling指向结点S,那么在复制链表中,对应的N’指向S‘。由于哈希表,可以在O(1)的时间根据S找到S’。

上述方法相当于用空间换时间,对于含有n个结点的链表,需要一个O(n)大小的哈希表,也就是说以O(n)的空间消耗把时间复杂度由O(n^2)降低到了O(n)。

下面这种思路可以在不用辅助空间的情况下实现O(n)的时间效率。

1、根据原始链表的每个结点N创建对应N‘,将N’链接在N的后面。

void ClongNodes(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->pNext;
    }
}

2、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N的m_pNext指向的结点,同样S’也是S的m_pNext指向的结点。即如果N的m_pSibling指向S,那么N‘的m_pSibling指向S'。

void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode=pHead;
    while(pNode!=NULL)
    {
        ComplexListNode* pCloned=pNode->m_pNext;
        if(pNode0>m_pSibling!=NULL)
        {
            pCloned->m_pSibling=pNode->m_pSibling->m_pNext;
        }
        pNode=pCloned->m_pNext;
    }
}

3、将长链表拆分成两个链表:将奇数位置的结点用m_pNext链接起来就是原始链表,把偶数位置的结点用m_pNext连接起来就是复制链表。

ComplexListNode* ReconnectNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode=pHead;
    ComplexListNode* pClonedHead=NULL;
    ComplexListNode* pCloneNode=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;
}
//将上面三步合起来
ComplexListNode* Clone(ComplexListNode* pHead)
{
    CloneNodes(pHead);
    ConnectSiblingNodes(pHead);
    return ReconnectNodes(pHead);
}

 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章