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133. 克隆图

English Version

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]）。

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：

1. 节点数不超过 100 。
2. 每个节点值 Node.val 都是唯一的，1 <= Node.val <= 100。
3. 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。
4. 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。
5. 图是连通图，你可以从给定节点访问到所有节点。

解法

方法一

"""
# Definition for a Node.
class Node:
    def __init__(self, val = 0, neighbors = None):
        self.val = val
        self.neighbors = neighbors if neighbors is not None else []
"""


class Solution:
    def cloneGraph(self, node: 'Node') -> 'Node':
        visited = defaultdict()

        def clone(node):
            if node is None:
                return None
            if node in visited:
                return visited[node]
            c = Node(node.val)
            visited[node] = c
            for e in node.neighbors:
                c.neighbors.append(clone(e))
            return c

        return clone(node)

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public List<Node> neighbors;
    public Node() {
        val = 0;
        neighbors = new ArrayList<Node>();
    }
    public Node(int _val) {
        val = _val;
        neighbors = new ArrayList<Node>();
    }
    public Node(int _val, ArrayList<Node> _neighbors) {
        val = _val;
        neighbors = _neighbors;
    }
}
*/

class Solution {
    private Map<Node, Node> visited = new HashMap<>();

    public Node cloneGraph(Node node) {
        if (node == null) {
            return null;
        }
        if (visited.containsKey(node)) {
            return visited.get(node);
        }
        Node clone = new Node(node.val);
        visited.put(node, clone);
        for (Node e : node.neighbors) {
            clone.neighbors.add(cloneGraph(e));
        }
        return clone;
    }
}

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    vector<Node*> neighbors;
    Node() {
        val = 0;
        neighbors = vector<Node*>();
    }
    Node(int _val) {
        val = _val;
        neighbors = vector<Node*>();
    }
    Node(int _val, vector<Node*> _neighbors) {
        val = _val;
        neighbors = _neighbors;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    unordered_map<Node*, Node*> visited;

    Node* cloneGraph(Node* node) {
        if (!node) return nullptr;
        if (visited.count(node)) return visited[node];
        Node* clone = new Node(node->val);
        visited[node] = clone;
        for (auto& e : node->neighbors)
            clone->neighbors.push_back(cloneGraph(e));
        return clone;
    }
};

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

func cloneGraph(node *Node) *Node {
	visited := map[*Node]*Node{}
	var clone func(node *Node) *Node
	clone = func(node *Node) *Node {
		if node == nil {
			return nil
		}
		if _, ok := visited[node]; ok {
			return visited[node]
		}
		c := &Node{node.Val, []*Node{}}
		visited[node] = c
		for _, e := range node.Neighbors {
			c.Neighbors = append(c.Neighbors, clone(e))
		}
		return c
	}

	return clone(node)
}

/**
 * Definition for Node.
 * class Node {
 *     val: number
 *     neighbors: Node[]
 *     constructor(val?: number, neighbors?: Node[]) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.neighbors = (neighbors===undefined ? [] : neighbors)
 *     }
 * }
 */

function cloneGraph(node: Node | null): Node | null {
    if (node == null) return null;

    const visited = new Map();
    visited.set(node, new Node(node.val));
    const queue = [node];
    while (queue.length) {
        const cur = queue.shift();
        for (let neighbor of cur.neighbors || []) {
            if (!visited.has(neighbor)) {
                queue.push(neighbor);
                const newNeighbor = new Node(neighbor.val, []);
                visited.set(neighbor, newNeighbor);
            }
            const newNode = visited.get(cur);
            newNode.neighbors.push(visited.get(neighbor));
        }
    }
    return visited.get(node);
}

using System.Collections.Generic;

public class Solution {
    public Node CloneGraph(Node node) {
        if (node == null) return null;
        var dict = new Dictionary<int, Node>();
        var queue = new Queue<Node>();
        queue.Enqueue(CloneVal(node));
        dict.Add(node.val, queue.Peek());
        while (queue.Count > 0)
        {
            var current = queue.Dequeue();
            var newNeighbors = new List<Node>(current.neighbors.Count);
            foreach (var oldNeighbor in current.neighbors)
            {
                Node newNeighbor;
                if (!dict.TryGetValue(oldNeighbor.val, out newNeighbor))
                {
                    newNeighbor = CloneVal(oldNeighbor);
                    queue.Enqueue(newNeighbor);
                    dict.Add(newNeighbor.val, newNeighbor);
                }
                newNeighbors.Add(newNeighbor);
            }
            current.neighbors = newNeighbors;
        }
        return dict[node.val];
    }

    private Node CloneVal(Node node)
    {
        return new Node(node.val, new List<Node>(node.neighbors));
    }
}