【链表问题】打卡8：复制含有随机指针节点的链表
前言
以专题的形式更新刷题贴，欢迎跟我一起学习刷题，相信我，你的坚持，绝对会有意想不到的收获。每道题会提供简单的解答，如果你有更优雅的做法，欢迎提供指点，谢谢。
注：如果代码排版出现了问题麻烦通知我下，谢谢。
【题目描述】
【要求】
如果链表的长度为 N, 时间复杂度达到 O(N)。
【难度】
尉：★★☆☆
【解答】
方法一：使用额外的存储空间
这道题的难点在于我们需要定位好随机指针，一个比较简单的解法就是把原节点与复制的节点关联起来，可以使用哈希表把他们关联起来。
首先把副节点全部创建出来，然后把原节点与对应的副节点用哈希表关联起来。关联的时候原节点作为key，副节点作为value。例如对于链表 1->2->3->null。创建副节点 1', 2', 3'。然后用哈希表关联起来：
key | value |
|---|---|
1 | 1' |
2 | 2' |
3 | 3' |
之后在把所有副节点连接成一个链表。在连接的时候，我们 可以通过哈希表很容易这找到对应的随机节点。
代码如下
1//方法1：采用哈希表
2public static Node1 copyListWithRand(Node1 head) {
3 Map<Node1, Node1> map = new HashMap<>();
4 Node1 cur = head;
5 while (cur != null) {
6 map.put(cur, new Node1(cur.value));
7 cur = cur.next;
8 }
9 //把副节点连接起来
10 cur = head;
11 while (cur != null) {
12 map.get(cur).next = map.get(cur.next);
13 map.get(cur).rand = map.get(cur.rand);
14 cur = cur.next;
15 }
16 return map.get(head);
17}这种方法的时间复杂度为 O(n), 空间复杂度也为 O(n)。
方法2
其实我们也可以不需要哈希表来辅助，也就是说 ，我们是可以做到空间复杂度为 O(1)的，我们可以把复制的副节点插入到原链表中去，这样也能把原节点与副节点进行关联，进而 定位到随机节点。例如，对于链表 1->2->3->null。首先生成副节点 1', 2', 3。然后把副节点插入到原节点的相邻位置，即把原链表变成 1->1'->2->2'->3->3'->null。
这样我们也可以在连接副节点的时候，找到相应的随机节点。例如 1 的随机节点是 3，则 1' 的随机节点是 3'。显然，1节点的随机节点的下一个节点就是 1'的随机节点。具体代码如下：
1//方法二
2public static Node1 copyListWithRand2(Node1 head){
3 Node1 cur = head;
4 Node1 next = null;
5
6 //把复制的节点插进去
7 while (cur != null) {
8 next = cur.next;
9 Node1 temp = new Node1(cur.value);//复制节点
10 temp.next = cur.next;
11 cur.next = temp;
12 cur = next;
13 }
14 //在一边把复制的节点取出来一边连接。
15 cur = head;
16 next = null;
17 while (cur != null) {
18 next = cur.next.next;//保存原链表的下一个节点
19 cur.next.next = next != null ? next.next : null;
20 cur.next.rand = cur.rand != null ? cur.rand.next : null;
21 cur = next;
22 }
23 return head.next;
24}采用这种方法的时候，由于随机节点有可能是空指针，随意写代码的时候要注意。
问题拓展
思考：如果是有两个随机指针呢？又该如何处理呢？三个呢？