标题：使用Java实现随机链表的深拷贝

随机链表的深拷贝是一道经典的链表问题，需要在复制链表的同时处理随机指针。在本文中，我们将使用Java来解决LeetCode上的第五十九题，实现随机链表的深拷贝。

1. 题目分析

题目要求给定一个随机链表的头节点，我们需要复制该链表并返回复制链表的头节点。每个节点除了有普通的next指针外，还有一个random指针，指向链表中的任意节点或空节点。

2. 解题思路

为了实现随机链表的深拷贝，我们可以使用HashMap来存储原节点和复制节点之间的映射关系。具体步骤如下：

• 第一次遍历：创建新节点，并将原节点和新节点的映射关系存储在HashMap中。
• 第二次遍历：根据HashMap中的映射关系，复制原链表的next指针和random指针。

3. Java代码实现

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;class Node {int val;Node next, random;public Node(int val) {this.val = val;this.next = null;this.random = null;}
}public class CopyRandomList {public Node copyRandomList(Node head) {if (head == null) return null;Map<Node, Node> map = new HashMap<>();Node cur = head;// 第一次遍历：创建新节点，并建立原节点和新节点的映射关系while (cur != null) {map.put(cur, new Node(cur.val));cur = cur.next;}cur = head;// 第二次遍历：复制next指针和random指针while (cur != null) {map.get(cur).next = map.get(cur.next);map.get(cur).random = map.get(cur.random);cur = cur.next;}return map.get(head);}
}

4. 测试示例

我们使用几个示例来测试我们的代码：

public class Main {public static void main(String[] args) {// 示例1Node node1 = new Node(7);Node node2 = new Node(13);Node node3 = new Node(11);Node node4 = new Node(10);Node node5 = new Node(1);node1.next = node2; node2.next = node3; node3.next = node4; node4.next = node5;node2.random = node1; node3.random = node5; node4.random = node3; node5.random = node1;CopyRandomList solution = new CopyRandomList();Node copiedList1 = solution.copyRandomList(node1);printList(copiedList1);// 示例2Node node6 = new Node(1);Node node7 = new Node(2);node6.next = node7;node6.random = node7;node7.random = node7;Node copiedList2 = solution.copyRandomList(node6);printList(copiedList2);}public static void printList(Node head) {Node cur = head;while (cur != null) {System.out.print("[" + cur.val + ", ");if (cur.random != null) {System.out.print(cur.random.val);} else {System.out.print("null");}System.out.print("] ");cur = cur.next;}System.out.println();}
}

5. 总结

本文介绍了如何使用Java实现随机链表的深拷贝。通过HashMap来建立原节点和新节点之间的映射关系，实现了链表的深拷贝。这是一道经典的链表问题，在面试中也经常会被考察到。