00设计数据结构中等 LeetCode380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

描述

实现RandomizedSet 类：
RandomizedSet() 初始化 RandomizedSet 对象
bool insert(int val) 当元素 val 不存在时，向集合中插入该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
bool remove(int val) 当元素 val 存在时，从集合中移除该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
int getRandom() 随机返回现有集合中的一项（测试用例保证调用此方法时集合中至少存在一个元素）。每个元素应该有 相同的概率 被返回。
你必须实现类的所有函数，并满足每个函数的 平均 时间复杂度为 O(1) 。

分析

哈希不能实现随机访问，借助list实现此功能
难在实现删除O(1), 哈希的值是数值的下标，键是数值。为了实现O(1)删除，将待删除元素与最后一个元素交换，每次都只删最后一个，这样动态数组就不用移动其他元素了。
util.Random
Random r = new Random();
return list.get(r.nextInt(list.size()));

class RandomizedSet {

    public RandomizedSet() {

    }

    Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    
    public boolean insert(int val) {
        
        if(map.containsKey(val)){
            return false;
        }
        list.add(list.size(),val);
        map.put(val,list.size()-1);
        return true;
    }
    
    public boolean remove(int val) {
        if(!map.containsKey(val)){
            return false;
        }
        int index = map.get(val);
        list.set(index,list.get(list.size()-1));
        map.put(list.get(list.size()-1),index);
        list.remove(list.size()-1);
        map.remove(val);
        return true;
    }
    
    public int getRandom() {
        Random r = new Random();
        return list.get(r.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();
 */