C++ 复杂链表的复制

复杂链表节点结构：

struct ComplexNode
{
    ComplexNode(const int& d)
        :_data(d)
        ,_next(NULL)
        ,random(NULL)
    {}
    int _data;            //数据域
    ComplexNode* _next;               //指向下一节点
    ComplexNode* _random;             //指向随机节点
};

复制复杂链表可以分为三步来完成：

第一步：将新复制的节点插入到原来链表当中（插入到原节点后面）

图示：

代码实现：

void CloneNodes(ComplexNode* pHead)		
{
	ComplexNode* cur = pHead;
	while(cur)
	{
		ComplexNode* NewHead = new ComplexNode();	//开辟新节点
		NewHead->_data = cur->_data;
		NewHead->_next = cur->_next;
		NewHead->_random = NULL;

		cur->_next = NewHead;		//连接新节点

		cur = NewHead->_next;		//跳转到下一个要复制的节点
	}
}

第二步：修改新开辟的节点的_random，新的_random其实就是旧的_random的_next（新开辟的节点链在原来节点的后面，所以就是旧的_random->_next）

代码实现：

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

		if(cur->_random != NULL)	//优化：随机指针不为空时，复制
		{
			next->_random = cur->_random->_next;	//复制随机指针
		}

		cur = next->_next;			//下一个要复制的节点
	}
}

第三步：将复制出来的链表拆分出来

代码实现：

ComplexNode* DisconnectNewNode(ComplexNode* pHead)
{
	ComplexNode* cur = pHead;		//指向原来的节点
	ComplexNode* next = NULL;		//指向复制出来的节点
	ComplexNode* pNewHead = NULL;	//新链表的头节点

	if(cur != NULL)
	{
		pNewHead = next = cur->_next;	//指向新链表的头
		cur->_next = next->_next;		//将新节点分离
		cur = next->_next;				
	}

	while(cur)
	{
		next->_next = cur->_next;		//往复制出的链表上面连接新节点

		next = next->_next;				//分离新节点
		cur->_next = next->_next;

		cur = next->_next;				
	}

	return pNewHead;					//返回新链表的头结点

}

最后复制复杂链表就转化下面代码：

ComplexNode<T>* CopyComplexLinkList(ComplexNode<T>* pHead)
{
	if(pHead != NULL)					//判空
	{
		CloneNodes<T>(pHead);			//复制节点并连接在其后面	
		UpdateNewNodeRandom(pHead);		//更新新节点的随机指针
		return DisconnectNewNode<T>(pHead);/    /拆分链表并返回新链表的头结点
	}
	return NULL;
}

创建复杂链表：

ComplexNode* CreatList()
{
	ComplexNode* Node1 = new ComplexNode(1);    //创建节点
	ComplexNode* Node2 = new ComplexNode(2);
	ComplexNode* Node3 = new ComplexNode(3);
	ComplexNode* Node4 = new ComplexNode(4);
	ComplexNode* Node5 = new ComplexNode(5);
	
	Node1->_next = Node2;       //连接节点
	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;            //返回头
}

打印链表：

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

测试代码：

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

测试结果：

总结：复杂链表的复制分为三步：第一步就是把新复制出来的节点插入源链表中，第二步修改新插入节点的随机指针，第三步就是将新节点从源中拆分出来，并合并成一个新链表。