一、题目描述

请实现 copyRandomList 函数，复制一个复杂链表。在复杂链表中，每个节点除了有一个 next 指针指向下一个节点，还有一个 random 指针指向链表中的任意节点或者 null。

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 = []
输出：[]
解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。

提示：

-10000 <= Node.val <= 10000
Node.random 为空（null）或指向链表中的节点。
节点数目不超过 1000 。

二、题目理解、解题思路

所谓复制一个链表，就是重新开辟一篇存储空间，在这片存储空间上，重新创建一个新链表，与原链表有同样的值和链接关系。其实就是 链表的深拷贝。想深入理解 golang 深浅拷贝的同学请移步：【Go】深拷贝与浅拷贝

其中，有同样的值很简单（Val 域），有同样的顺序关系也简单（Next 域）。

这个题的难点是实现新链表的 Random 域的正确指向。

要攻克这个难点，我的方法分为四步：

首先，按照顺序，存储旧链表所有节点的 Random 字段（结构体指针数组 randomlist）。
在遍历旧链表节点的同时遍历 randomlist，将 randomlist 里存储的地址和当前链表节点的地址做对比，将 randomlist 里存储的地址转化为当前链表节点的序号，存入一个整型数组 index 。这个整型数组存储了每个节点的 Random 域指向了哪一个节点。
在创建新链表时，将每个节点的地址存入 new_randomlist 。
遍历新链，根据 index 存储的旧链每个节点的 Random 指向哪个节点的信息，以及 new_randomlist 记录的新链每个节点的地址信息，给新链的每个节点的 Random 域赋值。

三、我的题解

Go 语言代码：

/**
 * Definition for a Node.
 * type Node struct {
 *     Val int
 *     Next *Node
 *     Random *Node
 * }
 */

func copyRandomList(Once *Node) *Node {
    if Once == nil{
        return nil
    }
    
    
    var randomlist []*Node     //记录原链表的所有Random字段
    var new_randomlist []*Node //记录新链的所有节点的地址
    
    
    //遍历链表，计算其长度k，并按顺序记录所有Random字段
    rancurr := Once
    k := 0
    for rancurr != nil{
        k ++
        randomlist = append(randomlist,rancurr.Random)
        rancurr = rancurr.Next
    }
    
    index := make([]int, k)     //记录k个节点的Random字段分别指向第几个节点


    var copy_newnode *Node

    //虚拟头结点
    copy_newnode = new(Node)
    head := copy_newnode
    curr := copy_newnode
    
    //创建新链表，并记录每个节点的Random字段分别指向第几个节点
    i := 0   //Once 的第几个节点
    for Once != nil{
        //寻找指向当前节点的其他节点，将其他节点的 index 项更改为当前节点的序号
        for j,d := range randomlist{
            if d == nil{
                index[j] = k
            }else if d == Once {
                index[j] = i
            }
        }
        
        //创建新节点
        copy_newnode = new(Node)
        copy_newnode.Val = Once.Val

        //将新节点的地址加入new_randomlist
        new_randomlist = append(new_randomlist,copy_newnode)
        
        curr.Next = copy_newnode
        curr = curr.Next

        Once = Once.Next
        i++
    }

    //遍历新链，根据 index 的记录和 new_randomlist 里的地址信息给新链所有节点的 Random 域赋值
    curr = head.Next
    for in := 0; in <(len(index)); in++{
        if index[in] == k{
            curr.Random = nil
        }else{
            curr.Random = new_randomlist[index[in]]
        } 
        curr = curr.Next
    }
   

    return head.Next

}