380. 常数时间插入删除和获取随机元素

380. 常数时间插入、删除和获取随机元素

难度：中等

设计一个支持在平均 时间复杂度 O(1) 下，执行以下操作的数据结构。

1. insert(val)：当元素 val 不存在时，向集合中插入该项。
2. remove(val)：元素 val 存在时，从集合中移除该项。
3. getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有相同的概率被返回。

示例 :

// 初始化一个空的集合。
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

// 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
randomSet.insert(1);

// 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
randomSet.remove(2);

// 向集合中插入 2 。返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
randomSet.insert(2);

// getRandom 应随机返回 1 或 2 。
randomSet.getRandom();

// 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
randomSet.remove(1);

// 2 已在集合中，所以返回 false 。
randomSet.insert(2);

// 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。
randomSet.getRandom();

解答：

class RandomizedSet {

    Map<Integer, Integer> dict;
    List<Integer> list;
    Random rand = new Random();
    /** Initialize your data structure here. */
    public RandomizedSet() {
        dict = new HashMap<>();
        list = new ArrayList<>();
    }
    
    /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
    public boolean insert(int val) {
        if(dict.containsKey(val)) return false;
        dict.put(val, list.size());
        list.add(list.size(), val);
        return true;
    }
    
    /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
    public boolean remove(int val) {
        if(!dict.containsKey(val)) return false;
        int lastElement = list.get(list.size() - 1);
        int idx = dict.get(val);
        list.set(idx, lastElement);
        dict.put(lastElement, idx);
        list.remove(list.size() - 1);
        dict.remove(val);
        return true;
    }
    
    /** Get a random element from the set. */
    public int getRandom() {
        return list.get(rand.nextInt(list.size()));
    }
}

/**
 * Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
 * RandomizedSet obj = new RandomizedSet();
 * boolean param_1 = obj.insert(val);
 * boolean param_2 = obj.remove(val);
 * int param_3 = obj.getRandom();
 */

参考自：

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1/solution/chang-shu-shi-jian-cha-ru-shan-chu-he-huo-qu-sui-j/
来源：力扣（LeetCode）
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