算法题：复制复杂链表之复制连接法

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上篇文章算法题：复制复杂链表之空间换时间法我们给出了用映射的方法来为新复制的链表中的每个结点设置any指针，本文给出的是《剑指offer》上给出的算法与代码，《剑指offer》上提到该算法的实现三个步骤：

       第一步：复制原始链表的任意结点N并创建新结点N‘，在把N‘连接到N的后面；

       第二步：设置每个结点的any指针；

       第三步：将长链表分成两个链表，一个是原始链表，另外一个就是我们所要求的复制链表。

     
 为了能够更加明显第理解整个求解过程，我们同样给出如下图：

实现代码如下：

#include<iostream>
#include<utility>
using namespace std;
struct Node
{
	int value;
	Node* next;
	Node* any;//指向某个结点
	Node(int v):value(v),any(NULL),next(NULL){}
};
/*创建一个链表，1->2->3->4->5->6->7*/
Node* CreateList()//创建一个单链表
{
   Node *head;
   Node *n1=new Node(1);
   Node *n2=new Node(2);
   Node *n3=new Node(3);
   Node *n4=new Node(4);
   Node *n5=new Node(5);
   Node *n6=new Node(6);
   Node *n7=new Node(7);
   head=n1;
   n1->next=n2;
   n1->any=n3;
   n2->next=n3;
   n2->any=n4;
   n3->next=n4;
   n4->next=n5;
   n5->any=n7;
   n5->next=n6;
   n6->next=n7;
   n7->next=NULL;
   return head;
}
void FreeList(Node *head)//将链表空间释放
{
	if(head==NULL)
	{
		return ;
	}
	else
	{
		Node *temp=head->next;
		delete head;
		head=temp;
		FreeList(head);
	}
}
void VisitList(Node *head)//遍历链表中的元素,用递归的方法遍历
{
	if(!head) return ;
	Node *p=head;
	while(p)
	{
		cout<<"("<<p->value;
		if(p->any)//记住NULL永远没有NULL
		{
			cout<<","<<p->any->value<<")";
		}
		else
		{
			cout<<",nil)";
		}
		if(p->next)
		{
			cout<<"->";
		}
		p=p->next;
	}
	cout<<endl;
}
void ConnectNode(Node *head)//将每个节点依次复制，并连接使得1->1->2->2->3->3->4->4->5->5->6->6
{
	if(!head) return;
	Node *p=head;
	while(p)
	{
		Node *temp=new Node(p->value);//将当前结点复制
		temp->next=p->next;//连接后继结点
		p->next=temp;//重新设置当前结点的后继结点
		p=p->next->next;
	}
}
void ConnectAny(Node *head)//复制每一个结点的any指针
{
	if(!head) return ;
	Node *p=head;
	while(p)
	{
		if(p->any)//必须保证any指针指向的结点不为NULL，否则会报错，因为NULL永远没有next指针
		{
			p->next->any=p->any->next;
		}
		p=p->next->next;//p每次走两格
	}
}
Node *Separate(Node *head)//将原型结点与复制结点分开
{
	if(!head) return NULL;
	Node *p=head;
	Node *head1=head->next;
	while(p->next)//倒数第二个结点对应原型链表的最后一个结点
	{
		Node *temp=p->next;
		p->next=p->next->next;//这个能够保证间隔连接
		p=temp;//继续扫描吧
	}
	return head1;
}
Node *Clone(Node *head)//用hash法保存any指针
{
	if(!head) return NULL;
	ConnectNode(head);
	ConnectAny(head);
	return Separate(head);
}

int main()
{
	Node *head=CreateList();
	cout<<"原链表输出为:";
	VisitList(head);

	cout<<endl<<"复制并连接每个结点:"<<endl;
	ConnectNode(head);
	VisitList(head);

	cout<<endl<<"复制原来每个结点的any指针:"<<endl;
	ConnectAny(head);
	VisitList(head);

        cout<<endl<<"--将复制链表与原型链表分开--"<<endl;
	Node *head1=Separate(head);
	cout<<"输出原型链表:"<<endl;
	VisitList(head);
	cout<<"输出复制链表:"<<endl;
	VisitList(head1);

	cout<<"将以上步骤组合起来，输出复制后的链表:"<<endl;
	head1=Clone(head);
	VisitList(head1);
	FreeList(head);//释放链表空间
	return 0;
}

测试结果如下：

参考资料---------《剑指offer》

算法题：复制复杂链表之复制连接法,布布扣,bubuko.com