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有一种较为特殊的单向链表，以下：
node
这种链表一个特色是，除了next指向下一个节点外，它还多了一个指针jump,这个指针指向队列中的某一个节点,这个节点能够是当前节点本身，也能够是队列中的其余节点。例如上图，节点0的jump指针指向了最后一个节点，而节点1的jump指针指向了它本身。这种链表有一个专门的名称，叫Posting List.面试
要求，你设计一个算法，复制给定的一个Posting List。算法的时间复杂度是O(n), 算法除了运行分配赋值节点所需的内存外，不能分配多余内存，例如给定上面队列，你的算法智能多分配五个节点的内存。算法能够更改原队列，当更改后，须要将队列恢复原状。算法
这道题目有必定难度，难点在于如何复制jump指针。若是没有jump指针，那么复制一个单项链表是很容易的。咱们先设想一个最简单的作法，先不考虑jump节点，先把单项队列复制出来，而后再考虑如何设置新队列节点的jump指针。微信
一个作法是，给定一个具体的节点，而后将队列遍历以便，判断jump节点与当前节点的距离，例如给定节点0，咱们经过遍历得知，jump指向的节点，与当前节点有四个节点的距离，而后在新复制的队列中，重新赋值的节点0日后走4个节点，找到新拷贝的节点4，接着把新节点0的jump指针指向新生成的节点4.dom
上面作法有个问题就是，设置每一个节点的jump指针时，都得将队列遍历一次，这样的话，整个算法复杂度会是 O(n^2).但题目要求，算法复杂度必须是O(n),由此，咱们必须从新思考新的算法。机器学习
个人作法是这样的，首先遍历队列，为每一个节点生成一个拷贝：函数
接着，把原节点的next指针指向对应的拷贝节点，拷贝节点的next指针指向原节点原来next指向的节点：post
通过上面的变更，原节点跟它本身的拷贝链接了起来，同时原队列的链接性任然得以保持，例如图中，上面的节点0要抵达它的下一个节点，那么只须要经过next指针到达它的拷贝节点，也就是下面的节点0，而后再经过拷贝节点的next指针就能够抵达上面的节点1了。学习
此时，新节点的jump指针就容易设置了，例如要设置新拷贝的节点0的jump指针，先经过它原节点的jump指针，找到节点4，而后再经过节点4的next指针，找到节点4的拷贝节点，也就是上图下方的节点4，最后把拷贝节点0的 jump指针设置成对应的上图下方的节点4便可。若是用node来表示原节点，cpNode来表示对应的拷贝节点，下面代码就能够设置拷贝节点的jump指针：
cpNode = node.next; //得到拷贝节点 cpNode.jump = node.jump.next;
遍历原队列的每一个节点，采起上面的操做，这样，新拷贝节点的jump指针就可以正确的设置了。
最后，恢复原队列以及设置拷贝节点的next指针。因为拷贝节点的next指针，指向原节点原来next指向的对象，由此只要把原节点的next设置为拷贝节点的next指向的对象，就能够复原原来的状态。拷贝节点0的next要想指向拷贝节点1，首先经过它本身的next，找到原节点1，也就是图中上方的节点1，而后经过原节点1的next找到对应的拷贝节点，也就是图中下方的节点1，因而把拷贝节点0的next指针就能够指向拷贝节点1，从而实现图中下方的节点0经过next指针指向拷贝节点1。实现代码以下：
cpNode = node.next; //得到拷贝节点 node.next = cpNode.next; //恢复原节点的next指针 node = node.next; cpNode.next = node.next; //将当前拷贝节点的next指针指向下一个拷贝节点。
上面算法，每一步骤的时间复杂度都是o(n),同时咱们只为新节点分配内存，除此只为，并无多余的内存分配，所以，算法符合题目要求。咱们看看具体的代码实现：
public class ListUtility {
private Node tail;
private Node head;
private int listLen = 0;
private int postingListLen = 0;
HashMap<Integer, PostingNode> map = new HashMap<Integer, PostingNode>();
PostingNode createPostingList(int nodeNum) {
if (nodeNum <= 0) {
return null;
}
postingListLen = nodeNum;
PostingNode postingHead = null, postingTail = null;
PostingNode postingNode = null;
int val = 0;
while (nodeNum > 0) {
if (postingNode == null) {
postingHead = new PostingNode();
postingHead.val = val;
postingNode = postingHead;
postingTail = postingHead;
} else {
postingNode.next = new PostingNode();
postingNode = postingNode.next;
postingNode.val = val;
postingNode.next = null;
postingTail = postingNode;
}
map.put(val, postingNode);
val++;
nodeNum--;
}
PostingNode tempHead = postingHead;
createJumpNode(tempHead);
return postingHead;
}
private void createJumpNode(PostingNode pHead) {
Random ra = new Random();
while (pHead != null) {
int n = ra.nextInt(postingListLen);
pHead.jump = map.get(n);
pHead = pHead.next;
}
}
public void printPostingList(PostingNode pHead) {
while (pHead != null) {
System.out.print("(node val:" + pHead.val + " jump val : " + pHead.jump.val + " ) ->");
pHead = pHead.next;
}
System.out.print(" null ");
}
....
}
上面的代码用于建立一个Posting list, 链表的复杂算法实如今类PostingList.java中，代码以下：
public class PostingList {
private PostingNode head ;
private PostingNode copyHead;
public PostingList(PostingNode node) {
this.head = node;
}
public PostingNode copyPostingList() {
createPostingNodes();
createJumpNodes();
ajustNextPointer();
return copyHead;
}
private void createPostingNodes() {
PostingNode node = null;
PostingNode tempHead = head;
while (tempHead != null) {
node = new PostingNode();
node.next = tempHead.next;
node.val = tempHead.val;
tempHead.next = node;
tempHead = node.next;
}
}
private void createJumpNodes() {
PostingNode temp = head;
copyHead = temp.next;
while (temp != null) {
PostingNode cpNode = temp.next;
cpNode.jump = temp.jump.next;
temp = cpNode.next;
}
}
private void ajustNextPointer() {
PostingNode temp = head;
while (temp != null) {
PostingNode cpNode = temp.next;
temp.next = cpNode.next;
temp = temp.next;
if (temp != null) {
cpNode.next = temp.next;
} else {
cpNode.next = null;
}
}
}
}
createPostingNodes 执行的是步骤1，它为每个节点生成一个拷贝。
createJumpNodes 执行步骤2，它为每个拷贝节点设置他们对应的jump指针
ajustNextPointer 执行步骤3，它调整原队列节点的next指针，以及设置拷贝节点的next指针。
每一个函数里，只包含一个while循环，用于遍历队列，所以算法实现的复杂度是o(n).具体的代码讲解和调试演示过程，请参看视频。
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