题目地址：https://leetcode-cn.com/problems/copy-list-with-random-pointer/
题目描述
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。
题目大意
复制一个复杂链表，这个复杂链表是指出了值和next指针外，还有一个random指针可能指向任何位置的链表节点或空。
解题方法
这个题是剑指Offer的“面试题26：复杂链表的复制”原题。书上的做法是在原先的每个节点之后进行复制了一个节点，从而构成了一个二倍长度的单链表，然后再修改random指针。这样做的好处是没有使用额外空间，但是缺点是做法比较麻烦。
一个更简洁的做法是使用 HashMap，在这个 HashMap 里，记录了 老链表的每个节点 和 新链表的每个节点的 对应关系。
第一步，先构造了一个纯next的链表； 第二部，对链表再次循环，修改每个节点的 random 的指针了。
Python 代码如下：
"""
# Definition for a Node.
class Node(object):
def __init__(self, val, next, random):
self.val = val
self.next = next
self.random = random
"""
class Solution(object):
def copyRandomList(self, head):
"""
:type head: Node
:rtype: Node
"""
nodeDict = dict()
dummy = Node(0, None, None)
nodeDict[head] = dummy
newHead, pointer = dummy, head
while pointer:
node = Node(pointer.val, pointer.next, None)
nodeDict[pointer] = node
newHead.next = node
newHead, pointer = newHead.next, pointer.next
pointer = head
while pointer:
if pointer.random:
nodeDict[pointer].random = nodeDict[pointer.random]
pointer = pointer.next
return dummy.next
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C++代码如下：
/*
// 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) return nullptr;
unordered_map<Node*, Node*> copyMap;
Node* newHead = new Node(head->val);
Node* moveOld = head;
Node* moveNew = newHead;
while (moveOld) {
copyMap[moveOld] = moveNew;
moveNew->next = moveOld->next ? new Node(moveOld->next->val) : nullptr;
moveNew = moveNew->next;
moveOld = moveOld->next;
}
moveOld = head;
moveNew = newHead;
while (moveOld) {
moveNew->random = copyMap[moveOld->random];
moveNew = moveNew->next;
moveOld = moveOld->next;
}
return newHead;
}
};
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