算法进阶：征服剑指Offer-Swift之35.复杂链表的复制

2023-11-06 10:09:28

踏入剑指Offer的算法世界

欢迎来到算法进阶的舞台，让我们共同探索剑指Offer-Swift中的35.复杂链表的复制问题。在这个问题中，您将面临一个复杂链表的挑战，其中每个节点不仅指向下一个节点的next指针，还包含一个random指针，指向链表中的任意节点或null。您的任务是复制这个复杂链表，让新链表中的每个节点都与原链表中的节点一一对应，且random指针也指向相应的节点或null。

揭开复制复杂链表的奥秘

为了解决这个难题，我们需要深入了解复制复杂链表的诀窍。以下几个步骤将为您指明方向：

建立哈希表映射关系：
- 首先，我们将遍历原链表，并将每个节点与一个新创建的节点一一对应，并存储在哈希表中。
复制链表节点：
- 接下来，我们将遍历原链表，同时复制每个节点。在复制过程中，我们将使用哈希表中的映射关系来获取对应的新节点。
复制随机指针：
- 最后，我们将遍历原链表，并根据原链表中每个节点的random指针，在哈希表中找到对应的节点，并将其作为新节点的random指针。

算法实现：一步步攻克难关

为了让您更好地理解复制复杂链表的算法实现，我们提供了详细的步骤：

// 1. 建立哈希表映射关系
var nodeMap: [Node: Node] = [:]

// 2. 复制链表节点
func copyRandomList(_ head: Node?) -> Node? {
    guard let head = head else { return nil }

    var current = head
    var copyHead: Node? = nil
    var copyCurrent: Node? = nil

    // 遍历原链表，复制每个节点
    while current != nil {
        let copyNode = Node(val: current!.val)
        nodeMap[current!] = copyNode

        if copyHead == nil {
            copyHead = copyNode
            copyCurrent = copyNode
        } else {
            copyCurrent!.next = copyNode
            copyCurrent = copyCurrent!.next
        }

        current = current!.next
    }

    // 3. 复制随机指针
    current = head
    copyCurrent = copyHead

    // 遍历原链表，复制每个节点的随机指针
    while current != nil {
        copyCurrent!.random = nodeMap[current!.random]

        current = current!.next
        copyCurrent = copyCurrent!.next
    }

    return copyHead
}

复杂链表复制算法的艺术

复制复杂链表的算法实现看似复杂，但实际上蕴含着巧妙的艺术。让我们剖析一下其中的奥妙：

哈希表的妙用：
哈希表作为一种数据结构，在算法中扮演着重要角色。在复制复杂链表时，我们巧妙地利用哈希表来建立原链表节点与新链表节点的映射关系。这使得我们可以轻松地复制每个节点，并为随机指针的复制做好准备。
循环的魅力：
循环是算法中不可或缺的工具。在复制复杂链表时，我们使用了两个循环：一个用来复制链表节点，另一个用来复制随机指针。循环的巧妙运用使我们可以高效地处理每个节点，并确保复制后的链表与原链表一一对应。