给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的 深拷贝**。 深拷贝应该正好由 n 个 **全新 节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

• val：一个表示 Node.val 的整数。
• random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。

你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例 1：

输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]

示例 2：

输入：head = [[1,1],[2,1]]
输出：[[1,1],[2,1]]

示例 3：

输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]

示例 4：

输入：head = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

提示：

• 0 <= n <= 1000
• -10000 <= Node.val <= 10000
• Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。

Solution

题目同剑指offer – 复杂链表的复制

• 利用 map 保留过曾经访问过的值

// @lc code=start
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;
    
    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (head == nullptr) return nullptr;
        unordered_map<Node*, Node*> nodeMap;
        for (auto *cur = head; cur != nullptr; cur = cur->next) {
            nodeMap[cur] = new Node(cur->val);
        }
        for (auto *cur = head; cur != nullptr; cur = cur->next) {
            nodeMap[cur]->next = nodeMap[cur->next];
            nodeMap[cur]->random = nodeMap[cur->random];
        }
        return nodeMap[head];
    }
};
// @lc code=end

• 将链表的每个节点在其后复制一份

  1、遍历链表，复制每个结点，如复制结点A得到A1，将结点A1插到结点A后面；
  2、重新遍历链表，复制老结点的随机指针给新结点，如A1.random = A.random.next;
  3、拆分链表，将链表拆分为原链表和复制后的链表

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        if (head == nullptr) return nullptr;
        Node *cur = head;
        while (cur) {
            Node *node = new Node(cur->val);
            node->next = cur->next;
            cur->next= node;
            cur = node->next;
        }
        
        Node *cur1 = head, *cur2;
        while (cur1) {
            cur2 = cur1->next;
            if (cur1->random)
                cur2->random = cur1->random->next;
            cur1 = cur2->next;
        }
        
        // 分离链表
        cur1 = head, cur2;
        Node *phead = head->next;
        while (cur1) {
            cur2 = cur1->next;
            cur1->next = cur2->next;
            cur1 = cur1->next;
            if (cur1) 
                cur2->next = cur1->next;
        }
        return phead;
    }
};