複雜鏈表的複製

本文參考：http://zhedahht.blog.163.com/blog/static/254111742010819104710337/

題目：有一個複雜鏈表，其結點除了有一個m_pNext指標指向下一個結點外，還有一個m_pSibling指向鏈表中的任一結點或者NULL。其結點的C++定義如下：

struct ComplexNode

{

     int m_nValue;

     ComplexNode* m_pNext;

     ComplexNode* m_pSibling;

};

是一個含有5個結點的該類型複雜鏈表。圖中實線箭頭表示m_pNext指標，虛線箭頭表示m_pSibling指標。為簡單起見，指向NULL的指標沒有畫出。

方法一：最基本的思路就是先不考慮m_pSibling指標項，將原鏈表複製。對於m_pSibling，由於新舊鏈表中結點位置關係是對應的，根據原鏈表中結點的m_pSibling所指結點在原鏈表中的位置序號，就可以確定新鏈表中對應結點的m_pSibling所指的結點。

ComplexNode*Clone(ComplexNode* pHead){       ComplexNode *pNewHead,*pNewTempTail,*pCurrent,*pNewCurrent;       pNewHead=pNewTempTail=NULL;       //複製鏈表，暫不處理m_pSibling項       for(pCurrent=pHead;pCurrent!=NULL;pCurrent=pCurrent->m_pNext)        {              ComplexNode * pTemp=newComplexNode;              pTemp->m_nValue=pCurrent->m_nValue;              pTemp->m_pNext=NULL;              pTemp->m_pSibling=NULL;              if(pNewHead==NULL)              {                     pNewHead=pTemp;                     pNewTempTail=pTemp;              }              else              {                     pNewTempTail->m_pNext=pTemp;                     pNewTempTail=pTemp;              }       }       /*對新鏈表中每個結點pNewCurrent，求原鏈表中對應位置結點pCurrent的       m_pSibling所直接點的位置index， 然後在新鏈表中找到第index個結點，       讓當pNewCurrent的m_pSibling指向它。*/       pCurrent=pHead,pNewCurrent=pNewHead;       while(pCurrent!=NULL)       {              if(pCurrent->m_pSibling==NULL)              {pCurrent=pCurrent->m_pNext;               continue;}               int index=0; ComplexNode * pTemp; //找pCurrent->m_pSibling在鏈表中的位置               for(pTemp=pHead;pCurrent->m_pSibling!=pTemp;pTemp=pTemp->m_pNext)                     index++; //找到新鏈表中對應位置的結點               for(pTemp=pNewHead;index!=0;pTemp=pTemp->m_pNext)                     index--; //賦值給 pNewCurrent的m_pSibling               pNewCurrent->m_pSibling=pTemp; //處理下一個結點               pCurrent=pCurrent->m_pNext;               pNewCurrent=pNewCurrent->m_pNext;         }     return pNewHead; }

時間複雜度O(n2)，空間複雜度O(1)。

方法二：前面的方法在匹配對應點的時候根據序號來對應，花了較多的時間。這一步可以使用O(n)的輔助空間來提高效率。儲存結點的地址對應關係，<p0,p0'>,<p1,p1'>,...p0,p1等是原鏈表中各結點的地址，p0',p1'等是新鏈表中各結點的地址。使用hash表，hash(p0)=p0',hash(p1)=p1'。。。

方法三：參考文章中的巧妙解法，是直接在原鏈表中儲存結點的對應關係，即暫時把複製的結點插在原結點後面，等把m_pSibling項處理完後再把鏈表分離。步驟：第一步，CloneNodes：第二步，LinkNewNodeSibling：第三步，SeprateNewFromOld：

//Clone every node of the original list,and insert the new node after it.void CloneNodes(ComplexNode* pHead){ComplexNode *pCurrent;pCurrent=pHead;while(pCurrent!=NULL){ComplexNode *pTemp=new ComplexNode;pTemp->m_nValue=pCurrent->m_nValue;pTemp->m_pNext=pCurrent->m_pNext;pTemp->m_pSibling=NULL;pCurrent->m_pNext=pTemp;pCurrent=pTemp->m_pNext;}}//Link every new node's sibling.void LinkNewNodeSibling(ComplexNode* pHead){ComplexNode *pCurrent,*pCurrentClone;for(pCurrent=pHead;pCurrent!=NULL;pCurrent=pCurrent->m_pNext->m_pNext){pCurrentClone=pCurrent->m_pNext;if(pCurrent->m_pSibling!=NULL)pCurrentClone->m_pSibling=pCurrent->m_pSibling->m_pNext;}}//Seperate the new list from original list.ComplexNode* SeparateNewFromOld(ComplexNode* pHead){if(pHead==NULL)return NULL;ComplexNode *pNewHead,*pNewTempTail,*pCurrent;pNewHead=pHead->m_pNext;pNewTempTail=pNewHead;for(pCurrent=pHead;pCurrent!=NULL;pCurrent=pCurrent->m_pNext){pNewTempTail->m_pNext=pCurrent->m_pNext;pCurrent->m_pNext=pCurrent->m_pNext->m_pNext;pNewTempTail=pNewTempTail->m_pNext;pNewTempTail->m_pNext=NULL;}        return pNewHead;}//Clone the original list.ComplexNode* Clone(ComplexNode* pHead){CloneNodes(pHead);LinkNewNodeSibling(pHead);return SeparateNewFromOld(pHead);}

時間複雜度O(n)，空間複雜度O(1)。