题目

给定无向连通图中一个节点的引用，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]）。

示例：

输入：
{"$id":"1","neighbors":[{"$id":"2","neighbors":[{"$ref":"1"},{"$id":"3","neighbors":[{"$ref":"2"},{"$id":"4","neighbors":[{"$ref":"3"},{"$ref":"1"}],"val":4}],"val":3}],"val":2},{"$ref":"4"}],"val":1}

解释：
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 。

提示：

节点数介于 1 到 100 之间。
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。
必须将给定节点的拷贝作为对克隆图的引用返回。

C++解法

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <queue>
using namespace std;
class Node {
public:
    int val;
    vector<Node*> neighbors;

    Node() {
        
    }

    Node(int _val, vector<Node*> _neighbors) {
        val = _val;
        neighbors = _neighbors;
    }
};
class Solution {
public:
    map<int, Node*> graph;
    Node * cloneGraph(Node * node) {
        if (node == NULL) return NULL;
        Node * cloned = graph[node->val];
        if (cloned) return cloned;
        cloned = new Node();
        cloned->val = node->val;
        graph[node->val] = cloned;
        for (auto neighbor: node->neighbors) {
            cloned->neighbors.push_back(cloneGraph(neighbor));
        }
        return cloned;
    }
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    Solution solution;
    Node node;
    node.val = 1;
    Node * node2 = new Node();
    node2->val = 2;
    Node * node4 = new Node();
    node4->val = 4;
    Node * node3 = new Node();
    node3->val = 3;
    node.neighbors.push_back(node2);
    node.neighbors.push_back(node4);
    node2->neighbors.push_back(node3);
    node4->neighbors.push_back(node3);
    auto result = solution.cloneGraph(&node);
    queue<Node*> q;
    set<int> visited;
    q.push(result);
    cout << result->val << endl;
    visited.insert(result->val);
    while (!q.empty()) {
        auto element = q.front();
        for (auto item: element->neighbors) {
            if (visited.count(item->val) == 0) {
                q.push(item);
                visited.insert(item->val);
                cout << item->val << endl;
            }
        }
        q.pop();
    }
    return 0;
}

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/clone-graph