题目描述:
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。
示例 1:

输入:head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出:[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
示例 2:

输入:head = [[1,1],[2,1]]
输出:[[1,1],[2,1]]
要解决'带有随机指针的链表深拷贝'问题,我们不仅是在写代码,而是在处理信息映射和内存拓扑的问题。
拆解本质:什么是'深拷贝'?
从物理层面看,链表是一组分散在内存中的节点。深拷贝意味着:
- 数量对等:原链表有 n 个节点,新链表也必须有 n 个。
- 数值一致:对应的节点
val必须相同。 - 拓扑一致:最关键的一点,新节点的
next和random必须指向新链表中的对应节点,而不是原链表。
核心矛盾点
当我们遍历原链表到达节点 A 时,我们需要设置 A'.random。
如果 A.random 指向节点 B,而 B 在链表的末尾,此时我们还没创建 B'。
矛盾点在于:在单次线性遍历中,我们无法引用一个'尚未存在'的对象。
方案一:利用'映射'打破时空限制 (Hash Map)
如果我们想在一次或两次遍历中解决问题,我们需要一个'记忆体'来存储原节点与新节点之间的对应关系。


