LeetCode----Copy List with Random Pointer 深度拷贝，浅度拷贝，Lazy拷贝解析

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题目：A linked list is given such that each node contains an additional random pointer which could point to any node in the list or null.

Return a deep copy of the list.

分析：

题目给出了一个特殊的单链表。链表的每一个节点多了个指针域: random. 随机只向链表的某一个 node。

题目要求我们给出这个链表的一个 deep copy.

首先，何为 deep copy ??

Part 1: 三种 Object Copy 的对比(以 Array 为例)

1. Shallow copy

拷贝时仅仅复制的是指针或者引用，也就是说数据仅存在一份。

当然，得到效率的同时，存在的问题就是，如果原来的数据改变了，复制后的对象也改变了，因为仅仅存在一份数据!!!

Note: 其实是出于效率的考虑，在某些场合，并不需要多份数据时，可以采用 shallow copy

2. Deep copy

与 shallow copy 不同，deep copy 复制后，数据有多份。因此， deep copy 也比较费时。

在 C++ 中，可以自行定义类的 copy 构造函数来实现 deep copy.

Python 中，array 默认的复制是 shallow copy, 可以采用 copy 模块的 deep copy

3. Lazy copy

这是一种上述两种策略的组合。又称为 copy-on-write.

最初复制时，采用效率更高的 shallow copy, 同时用一个计数器 counter 记录当前share数据的对象数目。

当需要对数据进行修改时，根据 counter, 采用 deep-copy，

也就是当需要 deep-copy 时，才调用比较费时的 deep-copy.

回归本题：deep copy of the list

对于正常的单链表，一份 deep copy 非常的容易。只要对链表循环一次，依次复制节点即可。

但是问题的困难在于： Node 多了一个 random 指针域。

对于 random 域：

如果原链表： Node i 指向 Node j

新链表： Node i 同样指向 Node j（新链表的node）

如何能够找到新链表每个节点 random 域所指向的节点呢？？

思路： Step 1: 首先指向在原链表的每个节点后面，复制一个新的节点，原链表长度变为 2 倍

random 指针指向的是原链表节点 random 指针指向的节点的后面的那个节点

Step 2: 将链表拆成两个 lists

/**
* 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 *tHead = head;
RandomListNode *next = NULL;
while(tHead)
{
next = tHead->next;
RandomListNode *node = new RandomListNode(tHead->label);
node->next = tHead->next;
//node->random = tHead->random;
tHead->next = node;
tHead= next;
}
tHead = head;
while(tHead)
{
if(tHead->random) tHead->next->random = tHead->random->next;
tHead = tHead->next->next;
}
RandomListNode *retHead = NULL;
RandomListNode *tRet = NULL; tHead = head;
RandomListNode *next2 = NULL;
while(tHead)
{
if(retHead == NULL)
{
next2 = tHead->next->next;
retHead = tHead->next;
tRet = retHead;
tHead->next = next2;
tHead = next2;
}
else
{
next2 = tHead->next->next;
tRet->next = tHead->next;
tHead->next = next2;
tHead = next2;
tRet = tRet->next;
} }
return retHead;
}
};