链表问题的试金石——题解：随机链表的复制

小此方

发布于 2025-12-24 17:35:14

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➤ 老规矩，先看题目：

138. 随机链表的复制给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。构造这个链表的 深拷贝。深拷贝应该正好由 n 个全新节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。返回复制链表的头节点。用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示： • val：一个表示 Node.val 的整数。 • random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。你的代码只接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

➤ 梳理

题目罗里吧嗦讲了一大堆，实际上梳理出来就几句话：

● 1，这里有一个不一样的链表。

● 2，这个链表的结点在正常链表的基础上多了一个rendom指针。

● 3，这个指针指向这整个链表中的任意一个结点（包括NULL）。

● 4，需要拷贝一个一模一样的链表，这个链表中的每一个结点的random指针的指向都应该和原链表指向一模一样。

● 5，返回这个拷贝链表。

➤ 思考

很显然，拷贝完全不是问题。malloc空间->赋值（用循环来反复实现这一过程。）

问题在于如何在拷贝链表中复刻出原链表random的指向。

直接做?显然不是。如果我们要直接创建一个新链表，然后根据每个链表结点的相对位置来确定random的指向。我想，它的时间复杂度会达到O（N^2）。

➤解决办法

如图，我们在每一个原链表的结点后面copy一个新结点。并让这些新结点接入整个原链表之中

/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */
struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
    struct Node* cur = head;
    // 拷贝节点插入在原节点的后面
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        copy->val = cur->val;
        copy->next = cur->next;
        cur->next = copy;
        cur = copy->next;
    }

那么这样问题就迎刃而解了：找到random指针指向的结点的逻辑变成了：

找到copy结点对应的原链表结点——>找到原链表结点的下一个结点——>这个结点就是拷贝链表的random应该指向的结点，代码如下：

    // 控制random
    cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        if(cur->random == NULL)
        {
            copy->random = NULL;
        }
        else
        {
            copy->random = cur->random->next;
        }
        cur = copy->next;
    }

最后一步：把所有的copy摘下来组成一条新的链表并返回。

    // 把拷贝节点取下来尾插成为新链表
    struct Node* copyhead = NULL, *copytail = NULL;
    cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        struct Node* next = copy->next;

        if(copytail == NULL)
        {
            copyhead = copytail = copy;
        }
        else
        {
            copytail->next = copy;
            copytail = copytail->next;
        }
        cur = next;
    }

    return copyhead;
}

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原始发表：2025-11-12，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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