题目:请实现ComplexListNode* Clone(ComplexListNode* pHead),复制一个复杂链表。在复杂链表中,每个结点除了有一个m_pNext指针指向下一个结点外,还有一个m_pSibing指向链表中的任意结点或者null。
struct ComplexListNode{
      int      m_nValue;
      ComplexListNode*     m_pNext;
      ComplexListNode*     m_pSibling;
}

分析思路:

第一步是根据原始链表的每个结点N创建对应的N',但是是把N'链接在N的后面。
第二步是设置复制出来的结点的m_pSibling。假设原始链表上的N的m_pSibling指向结点S,那么其对应复制出来的N'是N的m_pNext指向的结点,同样S'也是S的m_pNext指向的结点。
第三步是把这个长链表拆分成两个链表:把奇数位置的结点用m_pNext链接起来就是原始链表,把偶数位置的结点用m_pNext链接起来就是复制出来的链表。
 
测试用例:
1)功能测试(包括结点中的m_pSibling指向结点自身,两个结点的m_pSibling形成环状结构,链表中只有一个结点);
2)特殊输入测试(指向链表头结点的指针为null指针)。
 
代码实现:
package com.yyq;
/**
* Created by Administrator on 2015/9/20.
*/
public class CopyComplexList {
//第一步:复制每个结点
public static void cloneNodes(ComplexListNode pHead){
ComplexListNode pNode = pHead;
while(pNode != null){
ComplexListNode pCloned = new ComplexListNode();
pCloned.setM_nValue(pNode.getM_nValue());
pCloned.setM_pNext(pNode.getM_pNext());
pNode.setM_pNext(pCloned);
pNode = pCloned.getM_pNext();
}
}
//第二步:复制m_pSibling结点
public static void connectSiblingNodes(ComplexListNode pHead){
ComplexListNode pNode = pHead;
while (pNode != null){
ComplexListNode pCloned = pNode.getM_pNext();
if (pNode.getM_pSibling() != null){
pCloned.setM_pSibling(pNode.getM_pSibling().getM_pNext());
}
pNode = pCloned.getM_pNext();
}
}
//第三步:将这个长链表分成两个表
public static ComplexListNode reconnectNodes(ComplexListNode pHead){
ComplexListNode pNode = pHead;
ComplexListNode pClonedHead = null;
ComplexListNode pClonedNode = null;
if (pNode != null){
pClonedHead = pNode.getM_pNext();
pClonedNode = pNode.getM_pNext();
pNode.setM_pNext(pClonedNode.getM_pNext());
pNode = pNode.getM_pNext();
}
while(pNode != null){
pClonedNode.setM_pNext(pNode.getM_pNext());
pClonedNode = pClonedNode.getM_pNext();
pNode.setM_pNext(pClonedNode.getM_pNext());
pNode = pNode.getM_pNext();
}
return pClonedHead;
}
public static ComplexListNode clone(ComplexListNode pHead){
cloneNodes(pHead);
connectSiblingNodes(pHead);
return reconnectNodes(pHead);
}
// ====================测试代码====================
public static void Test(String testName, ComplexListNode pHead)
{
if(testName != null)
System.out.println(testName + " begins:");
System.out.println("The original list is:");
ComplexListNode pNode = new ComplexListNode();
pNode.printListNode(pHead);
ComplexListNode pClonedHead = clone(pHead);
System.out.println("The cloned list is:");
pNode.printListNode(pClonedHead);
}
// -----------------
// \|/ |
// 1-------2-------3-------4-------5
// | | /|\ /|\
// --------+-------- |
// -------------------------
public static void Test1()
{
ComplexListNode pNode1 = new ComplexListNode(1);
ComplexListNode pNode2 = new ComplexListNode(2);
ComplexListNode pNode3 = new ComplexListNode(3);
ComplexListNode pNode4 = new ComplexListNode(4);
ComplexListNode pNode5 = new ComplexListNode(5);
pNode1.buildNodes(pNode2, pNode3);
pNode2.buildNodes(pNode3, pNode5);
pNode3.buildNodes(pNode4, null);
pNode4.buildNodes(pNode5, pNode2);
Test("Test1", pNode1);
}
// m_pSibling指向结点自身
// -----------------
// \|/ |
// 1-------2-------3-------4-------5
// | | /|\ /|\
// | | -- |
// |------------------------|
public static void Test2()
{
ComplexListNode pNode1 = new ComplexListNode(1);
ComplexListNode pNode2 = new ComplexListNode(2);
ComplexListNode pNode3 = new ComplexListNode(3);
ComplexListNode pNode4 = new ComplexListNode(4);
ComplexListNode pNode5 = new ComplexListNode(5);
pNode1.buildNodes(pNode2, null);
pNode2.buildNodes(pNode3, pNode5);
pNode3.buildNodes(pNode4, pNode3);
pNode4.buildNodes(pNode5, pNode2);
Test("Test2", pNode1);
}
// m_pSibling形成环
// -----------------
// \|/ |
// 1-------2-------3-------4-------5
// | /|\
// | |
// |---------------|
public static void Test3()
{
ComplexListNode pNode1 = new ComplexListNode(1);
ComplexListNode pNode2 = new ComplexListNode(2);
ComplexListNode pNode3 = new ComplexListNode(3);
ComplexListNode pNode4 = new ComplexListNode(4);
ComplexListNode pNode5 = new ComplexListNode(5);
pNode1.buildNodes(pNode2, null);
pNode2.buildNodes(pNode3, pNode4);
pNode3.buildNodes(pNode4, null);
pNode4.buildNodes(pNode5, pNode2);
Test("Test3", pNode1);
}
// 只有一个结点
public static void Test4()
{
ComplexListNode pNode1 = new ComplexListNode(1);
pNode1.buildNodes(null, pNode1);
Test("Test4", pNode1);
}
// 鲁棒性测试
public static void Test5()
{
Test("Test5", null);
}
public static void main(String[] args)
{
Test1();
Test2();
Test3();
Test4();
Test5();
}
}
 
结果输出:
Test1 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 3
 
The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5
 
The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2
 
The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.
 
The cloned list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 3
 
The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5
 
The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2
 
The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.
 
Test2 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5
 
The value of this node is: 3
The value of its sibling is: 3
 
The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2
 
The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.
 
The cloned list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 5
 
The value of this node is: 3
The value of its sibling is: 3
 
The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2
 
The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.
 
Test3 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 4
 
The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2
 
The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.
 
The cloned list is:
The value of this node is: 1
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 2
The value of its sibling is: 4
 
The value of this node is: 3
This node does not have a sibling.
 
The value of this node is: 4
The value of its sibling is: 2
 
The value of this node is: 5
This node does not have a sibling.
 
Test4 begins:
The original list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 1
 
The cloned list is:
The value of this node is: 1
The value of its sibling is: 1
 
Test5 begins:
The original list is:
The cloned list is:

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