剑指offer面试题26：复杂链表的复制

题目：请实现一个函数，复制一个复杂链表。

在复杂链表中，每个结点除了有一个next指针指向下一个结点外，还有一个sibling指针指向链表中的任意结点或者nulL

直观解法：

1.遍历链表，复制链表节点，并连接next节点。2.遍历链表，连接sibling节点。对于一个有n个节点的链表，由于定位每个节点的silbing节点都需要从链表的头结点开始经过O(n)步才能实现，因此这种方法的时间复杂度是O(n2)

优化解法：上述方法的时间主要是用在了sibling节点的定位上，考虑优化此步骤。具体的做法是在复制节点的时候，把原节点N和复制出来的N'节点用一个map保存起来，这样在第二部连接sibling结点的时候就可以以O(1)的时间复杂度定位到相应的sibling节点，总体时间复杂度为O(n)，空间复杂度也是O(n)

最优算法：

第一步：根据原始链表的每个节点创建对应的复制结点，把复制结点连接在原结点的后面
第二步：设置复制出来的结点的任意结点sibling节点
第三步：把长链表拆分成两个链表

  1 package Solution;
  2 
  3 public class No26CopyComplexList {
  4 
  5     static class ComplexListNode{
  6         int value;
  7         ComplexListNode next;
  8         ComplexListNode sibling;
  9         public ComplexListNode(){
 10             
 11         }
 12         public ComplexListNode(int value,ComplexListNode next,ComplexListNode sibling){
 13             this.value=value;
 14             this.next=next;
 15             this.sibling=sibling;
 16         }
 17     }
 18     
 19     //把复杂链表中的所有结点进行复制，并连接在原结点的后面
 20     private static void cloneNode(ComplexListNode head){
 21         ComplexListNode node=head;
 22         while(node!=null){
 23             ComplexListNode clonedNode=new ComplexListNode();
 24             clonedNode.value=node.value;
 25             clonedNode.next=node.next;
 26             clonedNode.sibling=null;
 27             node.next=clonedNode;
 28             node=clonedNode.next;
 29         }
 30     }
 31     //设置复制的节点的指向任意结点的连接关系
 32     private static void connectSiblingNodes(ComplexListNode head){
 33         ComplexListNode node=head;
 34         while(node!=null){
 35             ComplexListNode clonedNode=node.next;
 36             if(node.sibling!=null){
 37                 clonedNode.sibling=node.sibling.next;
 38             }
 39             node=clonedNode.next;
 40         }
 41     }
 42     //把长链表拆分成两个单独的链表，并返回复制后的链表的头结点
 43     private static ComplexListNode reconnectNodes(ComplexListNode head){
 44         ComplexListNode node=head;
 45         ComplexListNode clonedHead=null;
 46         ComplexListNode clonedNode=null;
 47         if(node!=null){
 48             clonedHead=clonedNode=node.next;
 49             node.next=clonedNode.next;
 50             node=clonedNode.next;
 51         }
 52         while(node!=null){
 53             clonedNode.next=node.next;
 54             clonedNode=node.next;
 55             node.next=clonedNode.next;
 56             node=clonedNode.next;
 57         }
 58         return clonedHead;
 59     }
 60     public static ComplexListNode copyComplexList(ComplexListNode head){
 61         if(head==null)
 62             return null;
 63         cloneNode(head);
 64         connectSiblingNodes(head);
 65         return reconnectNodes(head);
 66     }
 67     
 68     public static void printComplexList(ComplexListNode head){
 69         ComplexListNode node=head;
 70         int  value=0;
 71         ComplexListNode next=null;
 72         ComplexListNode sibling=null;
 73         while(node!=null){
 74             value=node.value;
 75             next=node.next;
 76             sibling=node.sibling;
 77             StringBuilder sb=new StringBuilder("当前节点的值为：").append(value);
 78             if(next!=null)
 79                 sb.append(",下一结点的值为：").append(next.value);
 80             else
 81                 sb.append(",当前结点为尾节点");
 82             if(sibling!=null)
 83                 sb.append(",指向任意结点的值为：").append(sibling.value);
 84             else
 85                 sb.append(",没有指向其他结点的任意结点");
 86             System.out.println(sb.toString());    
 87             node=node.next;
 88         }
 89     }
 90     public static void main(String[] args) {
 91         ComplexListNode node1=new ComplexListNode();
 92         ComplexListNode node2=new ComplexListNode();
 93         ComplexListNode node3=new ComplexListNode();
 94         ComplexListNode node4=new ComplexListNode();
 95         ComplexListNode node5=new ComplexListNode();
 96         node1.value=1;
 97         node1.next=node2;
 98         node1.sibling=node3;
 99         node2.value=2;
100         node2.next=node3;
101         node2.sibling=node5;
102         node3.value=3;
103         node3.next=node4;
104         node3.sibling=null;
105         node4.value=4;
106         node4.next=node5;
107         node4.sibling=node2;
108         node5.value=5;
109         node5.next=null;
110         node5.sibling=null;
111         printComplexList(node1);
112         System.out.println("=========================开始复制============================");
113         printComplexList(copyComplexList(node1));
114     }
115 }