剑指offer--面试题26:复杂链表的复制--Java实现

题目描述：

复制一个复杂链表，在复杂链表中，每个结点除了有一个next指针指向下一个结点外，还有一个sbiling指向链表中的任意结点或者null。

下图是一个复杂链表的示例，Null的指针没有画出。

解题思路：

1.很直观的解法就是分成两步：

1).复制原始链表上的每一个结点，并用next指针连起来。

2).复制sbiling指针。

但是复制sbiling指针时需要比较高的复杂度。

以上图为例，如果我们要复制B对应B’的的sbiling指针，那就是要找到E’，想要找到E’只能根据

B到E要走的步数 = B’到E’要走的步数

然而又如D.sbiling = B，指向的结点在它的前面，而链表并没有指向前一个元素的指针，所以，每次都只能根据从链表头结点到目标的结点的步数来找到sbiling应该指向的元素。

这种方法显然效率太低，时间复杂度达到了O(n*n)。

2.书中提到了利用哈希表存储(N, N’)的配对信息的方法

这是一个在时间上很高效的方法，在查找上，利用哈希表的高效性。但是缺点在于要用额外的空间。

3.更为高效的一种不利用辅助空间的方法

这个方法的巧妙之处在于利用链表结点本身记录sbiling指针的位置。

分成三个步骤

1).根据原始链表的每个结点N创建对应的N’，并把N’连在N的后面。

如下图：



2)看到上图我们就应该知道这个算法的巧妙之处了，B’.sbiling就记录在B.sbiling.next，这一步就是通过这个方法设置sbiling指针了。

3).将两个链表断开。

代码如下：

public class CopyComplexListTest {

static class Node{
int value;
Node next;
Node sbiling;

@Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("value = " + value);
sb.append(", next = " + (next == null ? "null" : next.value));
sb.append(", sbiling = " + (sbiling == null ? "null" : sbiling.value));
return sb.toString();
}

}

public static void copyList(Node head){

Node node = head;
while(node != null){

Node copyNode = new Node();
copyNode.value = node.value;
copyNode.next = node.next;
copyNode.sbiling = null;

node.next = copyNode;
node = copyNode.next;
}

}

public static void setSbiling(Node head){
Node node = head;
while(node != null){
Node copyNode = node.next;
if(node.sbiling != null){
copyNode.sbiling = node.sbiling.next;
}
node = copyNode.next;
}
}

public static Node disConnectList(Node head){
Node node = head;
Node copyHead = null;
Node copyNode = null;

if(node != null){
copyHead = node.next;
copyNode = node.next;
node.next = copyNode.next;
node = node.next;
}

while(node != null){

copyNode.next = node.next;
copyNode = copyNode.next;

node.next = copyNode.next;
node = node.next;
}

return copyHead;
}

public static Node copy(Node head){
copyList(head);
setSbiling(head);
return disConnectList(head);
}

public static void main(String[] args) {

Node head = new Node();
head.value = 1;

Node node2 = new Node();
node2.value = 2;

Node node3 = new Node();
node3.value = 3;

Node node4 = new Node();
node4.value = 4;

Node node5 = new Node();
node5.value = 5;

head.next = node2;
head.sbiling = node3;

node2.next = node3;
node2.sbiling = node5;

node3.next = node4;

node4.next = node5;
node4.sbiling = node2;

Node copyHead = copy(head);

Node node = copyHead;
while(node != null){
System.out.println(node);
node = node.next;
}

}

}