Copy List with Random Pointer复制带有随机指针的链表

这道题目很经典，很多书和OJ里都有。如果初次遇到，一定很难搞定。再看其解法，实在是很惊艳。

有两个可以得到深刻启示的地方：

（1）冗余的思想。谈到复制，我们往往都会另起炉灶，而不会原来链表上搞来搞去，感觉很复杂很危险，会一团糟。美错，最危险的地方就是最安全的地方。

（2）指针的步伐。这里的指针有一走两步的操作，很容易导致RE。但是否意味着每步都要仔细考虑指针越界？不然，那样程序会写的很累很乱。还是按照最初的想法，谨慎实现之。回头查看特殊情况，例如空指针情况、只有一个节点的情况，用实际用例去测试，则很容易发现那里会越界。

/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * struct RandomListNode {
 *     int label;
 *     RandomListNode *next, *random;
 *     RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        RandomListNode *p,*q,*tmp,*newp;
        if(!head) return nullptr;
        //insert duplicate node
        p=head;
        while(p!=nullptr){
            tmp = new RandomListNode(p->label);
            tmp->next=p->next;
            p->next=tmp;
            p=tmp->next;
        }
        //copy random pointers
        p=head;
        q=p->next;
        while(p!=nullptr && q!=nullptr){
            if(p->random!=nullptr)
               q->random=p->random->next;
            if(q->next==nullptr) break;
            p=q->next;
            q=p->next;

        }
        //disconnect the duplicated
        p=head;
        q=p->next;
        newp=q;
        while(q!=nullptr){
            p->next=q->next;
            p=p->next;
            if(q->next==nullptr) break;
            q->next=p->next;
            q=q->next;
        }

        return newp;

    }
};

测试程序：

#include <iostream>
using namespace std;

struct RandomListNode {
     int label;
	 RandomListNode *next, *random;
     RandomListNode(int x) : label(x), next(NULL), random(NULL) {}
 };

RandomListNode *copyRandomList(RandomListNode *head) {
        RandomListNode *p,*q,*tmp,*newp;
        if(!head) return nullptr;
        //insert duplicate node
        p=head;
        while(p!=nullptr){
            tmp = new RandomListNode(p->label);
            tmp->next=p->next;
            p->next=tmp;
            p=tmp->next;
        }
        //copy random pointers
        p=head;
        q=p->next;
        while(p!=nullptr && q!=nullptr){
            if(p->random!=nullptr)
               q->random=p->random->next;
            if(q->next==nullptr) break;
            p=q->next;
            q=p->next;

        }
        //disconnect the duplicated
        p=head;
        q=p->next;
        newp=q;
        while(q!=nullptr){
            p->next=q->next;
            p=p->next;
            if(q->next==nullptr) break;
            q->next=p->next;
            q=q->next;
        }

        return newp;

    }

int main() {
	// your code goes here
	int num;
	RandomListNode *tmp, *p ,*head= new RandomListNode(0);
	p=head;
	while(p->label!=-1){
		cin>>num;
		tmp=new RandomListNode(num);
		p->next=tmp;
		p=tmp;
	}

	//p=head;
	//while(p!=nullptr) {cout<<p->label<<" ";p=p->next;}cout<<endl;

	p=copyRandomList(head);
	while(p!=nullptr)
		{cout<<p->label<<" ";p=p->next;}

	return 0;
}