计算机科学博大精深，单链表与复杂链表间的异曲同工之妙！

2023-10-16 15:09:36

单链表的复制：从基本开始

在探讨复杂链表复制之前，我们先来复习一下单链表的复制。单链表是一种线性的数据结构，由一系列结点组成，每个结点包含数据和指向下一个结点的指针。复制一个单链表的过程很简单，我们可以使用递归或迭代的方式来实现。

递归方式：

// 定义单链表结点结构体
struct Node {
    int val;
    Node *next;
};

// 递归复制单链表
Node* copyLinkedList(Node* head) {
    if (head == NULL) {
        return NULL;
    }

    // 创建新结点，并将值复制到新结点
    Node* newNode = new Node();
    newNode->val = head->val;

    // 递归复制下一个结点
    newNode->next = copyLinkedList(head->next);

    // 返回新结点
    return newNode;
}

迭代方式：

// 定义单链表结点结构体
struct Node {
    int val;
    Node *next;
};

// 迭代复制单链表
Node* copyLinkedList(Node* head) {
    if (head == NULL) {
        return NULL;
    }

    // 创建一个新的头结点
    Node* newHead = new Node();
    newHead->val = head->val;

    // 创建一个指针指向新头结点
    Node* p = newHead;

    // 遍历原链表，复制每个结点
    while (head != NULL) {
        // 创建新结点，并将值复制到新结点
        Node* newNode = new Node();
        newNode->val = head->val;

        // 将新结点连接到新链表中
        p->next = newNode;

        // 更新指针
        p = p->next;
        head = head->next;
    }

    // 返回新头结点
    return newHead;
}

复杂链表的复制：更进一步

现在，我们已经了解了如何复制一个单链表。那么，如何复制一个复杂链表呢？复杂链表与单链表的区别在于，它除了包含一个指向下一个结点的指针之外，还包含一个指向任意结点的指针，称为 sibling 指针。

复制复杂链表的一个关键在于，我们需要同时复制两个指针：next 指针和 sibling 指针。我们可以使用哈希表来实现这一目标。

哈希表方式：

// 定义复杂链表结点结构体
struct Node {
    int val;
    Node *next;
    Node *sibling;
};

// 哈希表复制复杂链表
Node* copyComplexLinkedList(Node* head) {
    if (head == NULL) {
        return NULL;
    }

    // 创建一个哈希表来存储原链表的结点及其对应的复制结点
    unordered_map<Node*, Node*> hashTable;

    // 创建一个新的头结点
    Node* newHead = new Node();
    newHead->val = head->val;

    // 创建一个指针指向新头结点
    Node* p = newHead;

    // 遍历原链表，复制每个结点
    while (head != NULL) {
        // 如果该结点已经在哈希表中，则直接使用哈希表中的复制结点
        if (hashTable.count(head) > 0) {
            p->next = hashTable[head];
        } else {
            // 创建新结点，并将值复制到新结点
            Node* newNode = new Node();
            newNode->val = head->val;

            // 将新结点添加到哈希表中
            hashTable[head] = newNode;

            // 将新结点连接到新链表中
            p->next = newNode;
        }

        // 更新指针
        p = p->next;
        head = head->next;
    }

    // 复制 sibling 指针
    p = newHead;
    head = head->next;
    while (p != NULL) {
        if (head != NULL) {
            p->sibling = hashTable[head];
        }

        p = p->next;
        head = head->next;
    }

    // 返回新头结点
    return newHead;
}