133. 克隆图

题目描述

给你无向连通图中一个节点的引用，请你返回该图的深拷贝（克隆）。

图中的每个节点都包含它的值 val（int）和其邻居的列表（list[Node]）。

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class Node {
    public int val;
    public List<Node> neighbors;
}

测试用例格式：

简单起见，每个节点的值都和它的索引相同。例如，第一个节点值为 1（val = 1），第二个节点值为 2（val = 2），以此类推。该图在测试用例中使用邻接列表表示。

邻接列表是用于表示有限图的无序列表的集合。每个列表都描述了图中节点的邻居集。

给定节点将始终是图中的第一个节点（值为 1）。你必须将给定节点的拷贝作为对克隆图的引用返回。

示例 1：

输入：adjList = [[2,4],[1,3],[2,4],[1,3]]
输出：[[2,4],[1,3],[2,4],[1,3]]
解释：
- 图中有 4 个节点。
- 节点 1 的值是 1，它有两个邻居：节点 2 和 4 。
- 节点 2 的值是 2，它有两个邻居：节点 1 和 3 。
- 节点 3 的值是 3，它有两个邻居：节点 2 和 4 。
- 节点 4 的值是 4，它有两个邻居：节点 1 和 3 。

示例 2：

输入：adjList = [[]]
输出：[[]]
解释：输入包含一个空列表。该图仅仅只有一个值为 1 的节点，它没有任何邻居。

示例 3：

输入：adjList = []
输出：[]
解释：这个图是空的，它不含任何节点。

示例 4：

输入：adjList = [[2],[1]]
输出：[[2],[1]]

提示：

节点数不超过 100 。
每个节点值 Node.val 都是唯一的，1 <= Node.val <= 100。
无向图是一个简单图，这意味着图中没有重复的边，也没有自环。
由于图是无向的，如果节点 p 是节点 q 的邻居，那么节点 q 也必须是节点 p 的邻居。
图是连通图，你可以从给定节点访问到所有节点。

解法一：递归

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/**
 * Definition for a Node.
 * type Node struct {
 *     Val int
 *     Neighbors []*Node
 * }
 */

func cloneGraph(node *Node) *Node {
    record := make(map[*Node]*Node)
    var _copy func(node *Node) *Node
    _copy = func(node *Node) *Node {
        if node == nil {
            return nil
        }
        if record[node] != nil {
            return record[node]
        }
        newNode := &Node{Val: node.Val}
        record[node] = newNode
        for _, next := range node.Neighbors {
            newNode.Neighbors = append(newNode.Neighbors, _copy(next))
        }
        return newNode
    }
    return _copy(node)
}

优化：由于事先已经知道了当前克隆节点的邻居节点数目，故可以通过事先分配切片容量来避免调用 append，优化后的代码如下：

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func cloneGraph(node *Node) *Node {
    record := make(map[*Node]*Node)
    var _copy func(node *Node) *Node
    _copy = func(node *Node) *Node {
        if node == nil {
            return nil
        }
        if record[node] != nil {
            return record[node]
        }
        newNode := &Node{Val: node.Val, Neighbors: make([]*Node, len(node.Neighbors))}
        record[node] = newNode

        for i, next := range node.Neighbors {
            newNode.Neighbors[i] = _copy(next)
        }
        return newNode
    }
    return _copy(node)
}