C++ 復雜鏈表的復制

復雜鏈表節點結構：

struct ComplexNode
{
    ComplexNode(const int& d)
        :_data(d)
        ,_next(NULL)
        ,random(NULL)
    {}
    int _data;            //數據域
    ComplexNode* _next;               //指向下一節點
    ComplexNode* _random;             //指向隨機節點
};

復制復雜鏈表可以分為三步來完成：

第一步：將新復制的節點插入到原來鏈表當中（插入到原節點后面）

圖示：

代碼實現：

void CloneNodes(ComplexNode* pHead)		
{
	ComplexNode* cur = pHead;
	while(cur)
	{
		ComplexNode* NewHead = new ComplexNode();	//開辟新節點
		NewHead->_data = cur->_data;
		NewHead->_next = cur->_next;
		NewHead->_random = NULL;

		cur->_next = NewHead;		//連接新節點

		cur = NewHead->_next;		//跳轉到下一個要復制的節點
	}
}

第二步：修改新開辟的節點的_random，新的_random其實就是舊的_random的_next（新開辟的節點鏈在原來節點的后面，所以就是舊的_random->_next）

代碼實現：

void UpdateNewNodeRandom(ComplexNode* pHead)
{
	ComplexNode* cur = pHead;
	while(cur)
	{
		ComplexNode* next = cur->_next;			//指向新節點

		if(cur->_random != NULL)	//優化：隨機指針不為空時，復制
		{
			next->_random = cur->_random->_next;	//復制隨機指針
		}

		cur = next->_next;			//下一個要復制的節點
	}
}

第三步：將復制出來的鏈表拆分出來

代碼實現：

ComplexNode* DisconnectNewNode(ComplexNode* pHead)
{
	ComplexNode* cur = pHead;		//指向原來的節點
	ComplexNode* next = NULL;		//指向復制出來的節點
	ComplexNode* pNewHead = NULL;	//新鏈表的頭節點

	if(cur != NULL)
	{
		pNewHead = next = cur->_next;	//指向新鏈表的頭
		cur->_next = next->_next;		//將新節點分離
		cur = next->_next;				
	}

	while(cur)
	{
		next->_next = cur->_next;		//往復制出的鏈表上面連接新節點

		next = next->_next;				//分離新節點
		cur->_next = next->_next;

		cur = next->_next;				
	}

	return pNewHead;					//返回新鏈表的頭結點

}

最后復制復雜鏈表就轉化下面代碼：

ComplexNode<T>* CopyComplexLinkList(ComplexNode<T>* pHead)
{
	if(pHead != NULL)					//判空
	{
		CloneNodes<T>(pHead);			//復制節點并連接在其后面	
		UpdateNewNodeRandom(pHead);		//更新新節點的隨機指針
		return DisconnectNewNode<T>(pHead);/    /拆分鏈表并返回新鏈表的頭結點
	}
	return NULL;
}

創建復雜鏈表：

ComplexNode* CreatList()
{
	ComplexNode* Node1 = new ComplexNode(1);    //創建節點
	ComplexNode* Node2 = new ComplexNode(2);
	ComplexNode* Node3 = new ComplexNode(3);
	ComplexNode* Node4 = new ComplexNode(4);
	ComplexNode* Node5 = new ComplexNode(5);
	
	Node1->_next = Node2;       //連接節點
	Node2->_next = Node3;
	Node3->_next = Node4;
	Node4->_next = Node5;

	Node1->_random = Node3;    //置_random
	Node2->_random = Node4;
	Node3->_random = Node1;
	Node4->_random = Node5;
	Node5->_random = Node2;

	return Node1;            //返回頭
}

打印鏈表：

void Print(ComplexNode* _head)
{
	ComplexNode* cur = _head;
	while(cur)
	{
		cout<<"("<<cur->_data<<","<<cur->_random->_data<<")"<<"->";
		cur = cur->_next;
	}
	cout<<"Nvl."<<endl;
}

測試代碼：

void Test()
{
	ComplexNode* head = CreatList();
	Print(head);
	cout<<"---------------------------------------"<<endl;
	ComplexNode* NewHead = CopyList(head);
	Print(NewHead);
}

測試結果：

總結：復雜鏈表的復制分為三步：第一步就是把新復制出來的節點插入源鏈表中，第二步修改新插入節點的隨機指針，第三步就是將新節點從源中拆分出來，并合并成一個新鏈表。