金九银十之复制含有随机指针节点的链表**

复制含有随机指针节点的链表：金九银十求职的硬核技能

在竞争激烈的求职市场中，精通硬核技术技能至关重要。复制含有随机指针节点的链表 是编程面试中常见的一道难题，掌握这一技能将助力你脱颖而出。

随机指针与复制的挑战

与普通链表不同，含有随机指针的链表中，每个节点除了指向下一个节点的指针域外，还包含一个随机指向链表中任意节点的指针域。复制这种链表的难点在于，不仅要复制每个节点的数据和指向下一个节点的指针，还要复制指向随机节点的指针。

哈希表助力复制

解决这一难题的关键在于利用哈希表（hashmap）。哈希表是一种数据结构，它将键值对存储在一个哈希表中。我们可以利用哈希表的快速查找和插入特性，来高效地复制含有随机指针的链表。

复制步骤

复制过程分为三个步骤：

1. 遍历原链表，将每个节点的地址作为键，节点本身作为值，存储到哈希表中。
2. 遍历原链表，依次创建新链表的节点，并将新节点的地址存储到哈希表中。
3. 再次遍历原链表，根据原链表中每个节点的随机指针，在哈希表中查找对应的随机指针节点，并将该节点地址赋给新链表中相应节点的随机指针。

代码示例

import java.util.HashMap;

public class RandomPointerListCopy {

    public Node copyRandomList(Node head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }

        // 创建一个哈希表，键为原链表节点地址，值为新链表节点
        HashMap<Node, Node> map = new HashMap<>();

        // 遍历原链表，复制每个节点，并将其存储到哈希表中
        Node curr = head;
        while (curr != null) {
            Node newNode = new Node(curr.val);
            map.put(curr, newNode);
            curr = curr.next;
        }

        // 遍历原链表，复制每个节点的随机指针
        curr = head;
        while (curr != null) {
            map.get(curr).random = map.get(curr.random);
            curr = curr.next;
        }

        // 返回新链表的头节点
        return map.get(head);
    }

    class Node {
        int val;
        Node next;
        Node random;

        public Node(int val) {
            this.val = val;
            this.next = null;
            this.random = null;
        }
    }
}

总结

通过哈希表，我们巧妙地将复制过程分解为三个步骤，大大降低了问题的复杂度。掌握此项技能，不仅能提升你的编程能力，更能为你的金九银十求职之路增添一份自信。

常见问题解答

1. 为什么使用哈希表？

   • 哈希表的快速查找和插入特性，使得我们能够高效地复制含有随机指针的链表。

2. 为什么复制步骤分三步进行？

   • 第一步存储原链表节点的地址和新链表节点的地址，第二步创建新链表的节点，第三步复制随机指针，这样的分步操作保证了随机指针的正确性。

3. 时间复杂度是多少？

   • O(n)，其中n为原链表的长度，因为我们遍历原链表三次。

4. 空间复杂度是多少？

   • O(n)，因为哈希表存储了n个键值对。

5. 这种方法适用于所有含有随机指针的链表吗？

   • 是的，这种方法适用于所有含有随机指针的链表。