Задача: 1485. Clone Binary Tree With Random Pointer
Сложность: medium

Дано бинарное дерево, такое что каждый узел содержит дополнительный случайный указатель, который может указывать на любой узел в дереве или быть null.
Верните глубокую копию дерева.

Дерево представлено в том же формате ввода/вывода, что и обычные бинарные деревья, где каждый узел представлен в виде пары [val, random_index], где:
- val: целое число, представляющее Node.val
- random_index: индекс узла (во входных данных), на который указывает случайный указатель, или null, если он не указывает ни на один узел.

Вам будет дано дерево в классе Node, и вы должны вернуть клонированное дерево в классе NodeCopy. Класс NodeCopy является клоном класса Node с такими же атрибутами и конструкторами.

Пример:

Input: root = [[1,null],null,[4,3],[7,0]]
Output: [[1,null],null,[4,3],[7,0]]
Explanation: The original binary tree is [1,null,4,7].
The random pointer of node one is null, so it is represented as [1, null].
The random pointer of node 4 is node 7, so it is represented as [4, 3] where 3 is the index of node 7 in the array representing the tree.
The random pointer of node 7 is node 1, so it is represented as [7, 0] where 0 is the index of node 1 in the array representing the tree.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Глубокое копирование дерева:
Инициализируйте хэш-таблицу newOldPairs, которая сопоставляет узлы старого дерева с узлами нового дерева.
Создайте функцию deepCopy(root), которая принимает корень данного дерева и возвращает корень нового дерева. Эта функция создаёт новый узел с теми же значениями, что и корневой узел, и рекурсивно копирует левое и правое поддеревья. Затем она сохраняет пару старого и нового узлов в хэш-таблицу и возвращает новый корень.

2⃣Сопоставление случайных указателей:
Создайте функцию mapRandomPointers(oldNode), которая принимает корень старого дерева и рекурсивно сопоставляет случайные указатели нового дерева с соответствующими узлами старого дерева, используя хэш-таблицу newOldPairs.

3⃣Возвращение клонированного дерева:
Создайте глубокую копию дерева, используя функцию deepCopy(root), и сопоставьте все случайные указатели нового дерева с помощью функции mapRandomPointers(root). Верните новый корень.

😎 Решение:

public class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;
    public Node random;

    public Node(int _val) {
        val = _val;
        left = null;
        right = null;
        random = null;
    }
}

public class NodeCopy {
    public int val;
    public NodeCopy left;
    public NodeCopy right;
    public NodeCopy random;

    public NodeCopy(int _val) {
        val = _val;
        left = null;
        right = null;
        random = null;
    }
}

public class Solution {
    private Dictionary<Node, NodeCopy> newOldPairs = new Dictionary<Node, NodeCopy>();

    private NodeCopy DeepCopy(Node root) {
        if (root == null) return null;
        NodeCopy newRoot = new NodeCopy(root.val);
        newRoot.left = DeepCopy(root.left);
        newRoot.right = DeepCopy(root.right);
        newOldPairs[root] = newRoot;
        return newRoot;
    }

    private void MapRandomPointers(Node oldNode) {
        if (oldNode == null) return;
        if (newOldPairs.TryGetValue(oldNode, out NodeCopy newNode)) {
            newNode.random = newOldPairs.GetValueOrDefault(oldNode.random);
            MapRandomPointers(oldNode.left);
            MapRandomPointers(oldNode.right);
        }
    }

    public NodeCopy CopyRandomBinaryTree(Node root) {
        NodeCopy newRoot = DeepCopy(root);
        MapRandomPointers(root);
        return newRoot;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний