給定一個連結串列，每個節點包含一個額外增加的隨機指標，該指標可以指向連結串列中的任何節點或空節點。
要求返回這個連結串列的深拷貝。
A linked list is given such that each node contains an additional random pointer which could point to any node in the list or null.
Return a deep copy of the list.
示例：
輸入：
{"$id":"1","next":{"$id":"2","next":null,"random":{"$ref":"2"},"val":2},"random":{"$ref":"2"},"val":1}
解釋：
節點 1 的值是 1，它的下一個指標和隨機指標都指向節點 2 。
節點 2 的值是 2，它的下一個指標指向 null，隨機指標指向它自己。提示：
- 你必須返回給定頭的拷貝作為對克隆列表的引用。
Note:
- You must return the copy of the given head as a reference to the cloned list.
解題思路：
由於需要考慮隨機指標，隨機指標指向的節點可能是null，也可能是連結串列的最後一個節點，深拷貝下，你不能將新連結串列的隨機指標指向原連結串列的節點，所以無法一遍得到新連結串列。
兩種解題方法，一種是拷貝所有節點，暫存在一種資料結構內，然後再遍歷一遍該資料結構，找到拷貝的節點，確定隨機指標的指向。因為每個節點都要找到隨機指標指向的節點，如果藉助 雜湊表(字典) 其查詢複雜度為 O(1) ，這樣可以把總時間複雜度降到 O(n) ，由於要暫存所有節點，其空間複雜度為 O(n)。
另一種解題方法是需要三次遍歷得到結果，簡單來說就是先把每個節點拷貝，並把拷貝節點連線到原節點後面，依次類推。確定隨機節點的關係之後再拆分連結串列。是一種很巧妙的思路：
原連結串列：1->2->3
複製每個節點到原節點後面：1->1->2->2->3->3
複製隨機指標的指向關係
拆分連結串列：1->2->3, 1->2->3
複製隨機指標指向時，原節點的隨機節點下一個節點即為新節點的隨機節點。假如原連結串列：1->2->3，節點1的隨機節點為3，複製節點之後：1->1->2->2->3->3
我們只需將新節點（原節點1的後一個節點1）指向原節點的隨機節點的後一個節點（原節點的隨機節點為3，而複製之後隨機節點3的後一個節點依然為3，但這個節點為新節點），最後拆分連結串列（連結串列拆分不影響節點指向關係）。其時間複雜度為 O(n)，空間複雜度為 O(1)。
第一種方法：
Java：
class Solution {
public Node copyRandomList(Node head) {
if (head == null) return null;
HashMap<Node, Node> map = new HashMap<>();//藉助hashMap
Node newHead = new Node(0);//虛擬頭節點
Node cur = newHead;//指標指向當前節點
Node tmp;
while (head != null) {
if (map.containsKey(head)) {//查詢原節點是否已存在於map
tmp = map.get(head);//如果存在直接取value值
} else {
tmp = new Node(head.val);//不存在則新建一個值相同的節點
map.put(head, tmp);//存入map，key為原節點，value為新節點
}
cur.next = tmp;
if (head.random != null) {//原節點的隨機節點不為空的情況下
if (map.containsKey(head.random)) {//查詢該隨即節點是否已存在於map
tmp.random = map.get(head.random);//存在則直接將新節點的隨機指標指向其value值
} else {
tmp.random = new Node(head.random.val);//不存在則新建一個值相同的隨機節點
map.put(head.random, tmp.random);//存入map，key為原節點的隨機節點，value為新節點的隨機節點
}
}
head = head.next;//重新整理原連結串列當前頭節點
cur = tmp;//即cur=cur.next，重新整理新連結串列當前節點
}
return newHead.next;
}
}Python3：
class Solution:
def copyRandomList(self, head: 'Node') -> 'Node':
if not head: return None
map = {}
newHead = Node(val=0, next=None, random=None)
cur = newHead
while head:
if head in map.keys():
tmp = map.get(head)
else:
tmp = Node(val=head.val, next=None, random=None)
map.setdefault(head, tmp)
cur.next = tmp
if head.random:
if head.random in map.keys():
tmp.random = map.get(head.random)
else:
tmp.random = Node(val=head.random.val, next=None, random=None)
map.setdefault(head.random, tmp.random)
head = head.next
cur = tmp
return newHead.next第二種方法：
Java：
class Solution {
public Node copyRandomList(Node head) {
if (head == null) return null;
//複製節點 1->2->3 ==> 1->1->1->2->2->3->3
Node cur = head;
while (cur != null) {
Node next = cur.next;
Node tmp = new Node(cur.val);
cur.next = tmp;
tmp.next = next;
cur = next;
}
//複製隨機指標
cur = head;
while (cur != null) {
//cur.next.random=>新節點的隨機節點 cur.random.next=>原節點的隨機節點的下一個節點
cur.next.random = cur.random == null ? null : cur.random.next;
cur = cur.next.next;//連結串列擴充套件一倍後肯定是偶數位連結串列，所以可以直接用cur.next.next
}
//分離節點
cur = head;
Node newHead = head.next;//新連結串列頭節點
while (cur != null) {
Node tmp = cur.next;
cur.next = tmp.next;
cur = cur.next;
tmp.next = cur == null ? null : cur.next;
}
return newHead;
}
}Python3：
class Solution:
def copyRandomList(self, head: 'Node') -> 'Node':
if not head: return None
cur = head
while cur:
next = cur.next
tmp = Node(val=cur.val, next=next, random=None)
cur.next = tmp
cur = next
cur = head
while cur:
cur.next.random = cur.random.next if cur.random else None
cur = cur.next.next
cur = head
newHead = head.next
while cur:
tmp = cur.next
cur.next = tmp.next
cur = cur.next
tmp.next = cur.next if cur else None
return newHead