【面试题026】复杂链表的复制

【面试题026】复杂链表的复制
请实现函数ComplexListNode* Clone(ComplexListNode* pHead),复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个结点除了有一个m_pNext指针指向下一个结点外，还有一个m_pSibling指向链表中的任意结点或者NULL。结点的C++定义如下：
 C++ Code 
1
2
3
4
5
6
  
struct ComplexListNode
{
    int m_nValue;
    ComplexListNode *m_pNext;
    ComplexListNode *m_pSibling;
}
 
ComplexList.h
 C++ Code 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
  
#ifndef _Complex_List_Node_
#define _Complex_List_Node_


struct ComplexListNode
{
    int                 m_nValue;
    ComplexListNode    *m_pNext;
    ComplexListNode    *m_pSibling;
};

ComplexListNode *CreateNode(int nValue);
void BuildNodes(ComplexListNode *pNode, ComplexListNode *pNext, ComplexListNode *pSibling);
void PrintList(ComplexListNode *pHead);


#endif //_Complex_List_Node_
ComplexList.cpp
 C++ Code 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
  
#include "ComplexList.h"
#include <iostream>/*NULL值的头文件*/


ComplexListNode *CreateNode(int nValue)
{
    ComplexListNode *pNode = new ComplexListNode();

    pNode->m_nValue = nValue;
    pNode->m_pNext = NULL;
    pNode->m_pSibling = NULL;

    return pNode;
}

void BuildNodes(ComplexListNode *pNode, ComplexListNode *pNext, ComplexListNode *pSibling)
{
    if(pNode != NULL)
    {
        pNode->m_pNext = pNext;
        pNode->m_pSibling = pSibling;
    }
}

void PrintList(ComplexListNode *pHead)
{
    ComplexListNode *pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        std::cout << "The value of this node is: " << pNode->m_nValue << std::endl;

        if(pNode->m_pSibling != NULL)
            std::cout << "The value of its sibling is: " << pNode->m_pSibling->m_nValue << std::endl;
        else
            std::cout << "This node does not have a sibling." << std::endl;

        std::cout << std::endl;

        pNode = pNode->m_pNext;
    }
}
 
CopyComplexList.cpp
 C++ Code 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
  
#include <iostream>
#include "ComplexList.h"

using namespace std;


void CloneNodes(ComplexListNode *pHead);
void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode *pHead);
ComplexListNode *ReconnectNodes(ComplexListNode *pHead);

ComplexListNode *Clone(ComplexListNode *pHead)
{
    CloneNodes(pHead);
    ConnectSiblingNodes(pHead);
    return ReconnectNodes(pHead);
}

void CloneNodes(ComplexListNode *pHead)
{
    ComplexListNode *pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        ComplexListNode *pCloned = new ComplexListNode();
        pCloned->m_nValue = pNode->m_nValue;
        pCloned->m_pNext = pNode->m_pNext;
        pCloned->m_pSibling = NULL;

        pNode->m_pNext = pCloned;

        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode *pHead)
{
    ComplexListNode *pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        ComplexListNode *pCloned = pNode->m_pNext;
        if(pNode->m_pSibling != NULL)
        {
            pCloned->m_pSibling = pNode->m_pSibling->m_pNext;
        }

        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

ComplexListNode *ReconnectNodes(ComplexListNode *pHead)
{
    ComplexListNode *pNode = pHead;
    ComplexListNode *pClonedHead = NULL;
    ComplexListNode *pClonedNode = NULL;

    if(pNode != NULL)
    {
        pClonedHead = pClonedNode = pNode->m_pNext;
        pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }

    while(pNode != NULL)
    {
        pClonedNode->m_pNext = pNode->m_pNext;
        pClonedNode = pClonedNode->m_pNext;

        pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }

    return pClonedHead;
}

// ====================测试代码====================
void Test(char *testName, ComplexListNode *pHead)
{
    if(testName != NULL)
        printf("%s begins: ", testName);

    cout << "The original list is:" << endl;
    PrintList(pHead);

    ComplexListNode *pClonedHead = Clone(pHead);

    cout << "The cloned list is:" << endl;
    PrintList(pClonedHead);
}

//          -----------------
//         |/              |
//  1-------2-------3-------4-------5
//  |       |      /|             /|
//  --------+--------               |
//          -------------------------
void Test1()
{
    ComplexListNode *pNode1 = CreateNode(1);
    ComplexListNode *pNode2 = CreateNode(2);
    ComplexListNode *pNode3 = CreateNode(3);
    ComplexListNode *pNode4 = CreateNode(4);
    ComplexListNode *pNode5 = CreateNode(5);

    BuildNodes(pNode1, pNode2, pNode3);
    BuildNodes(pNode2, pNode3, pNode5);
    BuildNodes(pNode3, pNode4, NULL);
    BuildNodes(pNode4, pNode5, pNode2);

    Test("Test1", pNode1);
}

// m_pSibling指向结点自身
//          -----------------
//         |/              |
//  1-------2-------3-------4-------5
//         |       | /|           /|
//         |       | --             |
//         |------------------------|
void Test2()
{
    ComplexListNode *pNode1 = CreateNode(1);
    ComplexListNode *pNode2 = CreateNode(2);
    ComplexListNode *pNode3 = CreateNode(3);
    ComplexListNode *pNode4 = CreateNode(4);
    ComplexListNode *pNode5 = CreateNode(5);

    BuildNodes(pNode1, pNode2, NULL);
    BuildNodes(pNode2, pNode3, pNode5);
    BuildNodes(pNode3, pNode4, pNode3);
    BuildNodes(pNode4, pNode5, pNode2);

    Test("Test2", pNode1);
}

// m_pSibling形成环
//          -----------------
//         |/              |
//  1-------2-------3-------4-------5
//          |              /|
//          |               |
//          |---------------|
void Test3()
{
    ComplexListNode *pNode1 = CreateNode(1);
    ComplexListNode *pNode2 = CreateNode(2);
    ComplexListNode *pNode3 = CreateNode(3);
    ComplexListNode *pNode4 = CreateNode(4);
    ComplexListNode *pNode5 = CreateNode(5);

    BuildNodes(pNode1, pNode2, NULL);
    BuildNodes(pNode2, pNode3, pNode4);
    BuildNodes(pNode3, pNode4, NULL);
    BuildNodes(pNode4, pNode5, pNode2);

    Test("Test3", pNode1);
}

// 只有一个结点
void Test4()
{
    ComplexListNode *pNode1 = CreateNode(1);
    BuildNodes(pNode1, NULL, pNode1);

    Test("Test4", pNode1);
}

// 鲁棒性测试
void Test5()
{
    Test("Test5", NULL);
}

int main()
{
    Test1();
    Test2();
    Test3();
    Test4();
    Test5();

    return 0;
}
 
 
运行结果：
 C++ Code 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
  
Test1 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 3

The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5

The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2

The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.

The cloned list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 3

The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5

The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2

The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.

Test2 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5

The value of this node is: 3
The value of its sibling is: 3

The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2

The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.

The cloned list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5

The value of this node is: 3
The value of its sibling is: 3

The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2

The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.

Test3 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 4

The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2

The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.

The cloned list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 4

The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.

The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2

The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.

Test4 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 1

The cloned list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 1

Test5 begins:
The original list is:
The cloned list is:
请按任意键继续. . .
【推广】 免费学中医，健康全家人
原文地址：https://www.cnblogs.com/codemylife/p/3729189.html