【题目】
有一个复杂链表，其结点除了有一个next指针指向下一个结点外，还有一个sibling指向链表中的任一结点或者NULL。其结点的C++定义如下:
C++
Code
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// complex node struct
struct ComplexNode
{
int value;
ComplexNode *next;
ComplexNode *sibling;
};
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下图是一个含有5个结点的该类型复杂链表。图中实线箭头表示next指针，虚线箭头表示sibling指针。为简单起见，指向NULL的指针没有画出。
请完成函数ComplexNode* Clone(ComplexNode* pHead)，以复制一个复杂链表。
【分析】
在常见的数据结构上稍加变化，这是一种很新颖的面试题。要在不到一个小时的时间里解决这种类型的题目，我们需要较快的反应能力，对数据结构透彻的理解以及扎实的编程功底。
分为2步：
（1）复制每一个节点，连接next，初步生成【新链表】，时间复杂度为T(n)=O(1)*n=O(n);
（2）连接sibling，假设在【新链表】中定位sibling的时间复杂度为T，则总的时间复杂度为T(n)=T*n;
由此可见，最为关键的是如何在【新链表】中快速定位sibling节点。
【方法1】
统计从头结点该sibling节点的步长step。
假设【原始链表】中的某节点N的sibling指向结点S。由于S的位置在链表上有可能在N的前面也可能在N的后面，所以要定位N的位置我们需要从原始链表的头结点开始找。假设从【原始链表】的头结点开始经过step步找到结点S。那么在【新链表】上从头结点开始经过step可以到结点N‘的sibling对应的结点S‘。定位sibling的时间复杂度为T=O(n)
。总的时间复杂度O(n2)，空间复杂度为O(1)。
【方法2】
使用map映射记录<A,A‘>,<B,B‘>,<C,C‘>，这样定位sibling的时间复杂度为T=O(1)
。总的时间复杂度O(n)，但是空间复杂度为O(n)，相当与以O(n)的空间消耗实现了O(n)的时间效率。
【方法3】
根据原始链表的每个结点N，创建对应的N‘。让后将N和N‘连接起来，这样定位sibling的时间复杂度为T=O(1)
，之后重新分成2个链表即可。总的时间复杂度O(n)，空间复杂度为O(1)。
（1）创建新节点，并连接next。
（2）定位sibling并连接。
（3）链表拆分成两个：把奇数位置的结点链接起来就是原始链表，把偶数位置的结点链接出来就是复制出来的链表。
【代码】
C++
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// complex node struct
struct ComplexNode
{
int value;
ComplexNode *next;
ComplexNode *sibling;
};
//Clone all nodes in a complex linked list with pHead,
//and connect all nodes with next link.
void CloneNodes(ComplexNode *pHead)
{
// A-A‘-B-B‘-C-C‘
if(NULL == pHead)
return;
ComplexNode *pNode = pHead;
while(pNode != NULL)
{
ComplexNode *pNewNode = new ComplexNode();
pNewNode->value = pNode->value;
pNewNode->next = pNode->next;
pNewNode->sibling = NULL; // init NULL
// connect pNode and pNewNode
pNode->next = pNewNode;
//move to next node
pNode = pNewNode->next;
}
}
//Connect sibling nodes in a complex link list
void ConnectSiblingNodes(ComplexNode *pHead)
{
// A-A‘-B-B‘-C-C‘
if(NULL == pHead)
return;
ComplexNode *pNode = pHead;
while(pNode != NULL)
{
ComplexNode *pNewNode = pNode->next;
// connect sibling nodes
if(pNode->sibling != NULL)
pNewNode->sibling = pNode->sibling->next;
else
pNewNode->sibling = NULL;
}
}
// Split a complex list into two:
// Reconnect nodes to get the original list, and its cloned list
ComplexNode *ReconnectNodes(ComplexNode *pHead)
{
// A-A‘-B-B‘-C-C‘
if(NULL == pHead)
return;
ComplexNode *pNode = pHead;
ComplexNode *pNewHead = pHead->next;
ComplexNode *pNewNode = pNewHead;
while(pNode != NULL)
{
// reconnect next nodes for pNode
pNode->next = pNewNode->next;
// move pNode to next
pNode = pNewNode->next;
// reconnect next nodes for pNewNode
if(pNode != NULL)
{
pNewNode->next = pNode->next;
pNewNode = pNode->next;
}
else
{
pNewNode->next = NULL;
pNewNode = NULL;
}
}
return pNewHead;
}
ComplexNode *Clone(ComplexNode *pHead)
{
CloneNodes(pHead);
ConnectSiblingNodes(pHead);
return ReconnectNodes(pHead);
}
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【参考】
http://zhedahht.blog.163.com/blog/static/254111742010819104710337/
http://www.cnblogs.com/kedebug/archive/2012/12/21/2828131.html
时间： 2024-10-21 15:06:42
