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:
insert(val):当元素 val 不存在时返回 true ,并向集合中插入该项,否则返回 false 。
remove(val):当元素 val 存在时返回 true ,并从集合中移除该项,否则返回 false 。
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 :
输入: inputs = [“RandomizedSet”, “insert”, “remove”, “insert”, “getRandom”, “remove”, “insert”, “getRandom”]
[[], [1], [2], [2], [], [1], [2], []]
输出: [null, true, false, true, 2, true, false, 2]
解释:
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet(); // 初始化一个空的集合
randomSet.insert(1); // 向集合中插入 1 , 返回 true 表示 1 被成功地插入
randomSet.remove(2); // 返回 false,表示集合中不存在 2
randomSet.insert(2); // 向集合中插入 2 返回 true ,集合现在包含 [1,2]
randomSet.getRandom(); // getRandom 应随机返回 1 或 2
randomSet.remove(1); // 从集合中移除 1 返回 true 。集合现在包含 [2]
randomSet.insert(2); // 2 已在集合中,所以返回 false
randomSet.getRandom(); // 由于 2 是集合中唯一的数字,getRandom 总是返回 2
提示:
-231 <= val <= 231 - 1
最多进行 2 * 105 次 insert , remove 和 getRandom 方法调用
当调用 getRandom 方法时,集合中至少有一个元素
来源:力扣(LeetCode)
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题目要求复杂度为O(1),因此需要利用哈希表来完成此题,由于要对数据结构进行删除和随机查找操作,因此需要索引辅助,即需要创建一个动态数组来存储哈希表中所有的值。哈希表存储值和其对应索引。
在以上前提下,需要注意,在删除值的时候,哈希表和动态数组要将最后一个值填充至当前索引处,否则哈希表的最大索引值会越界。
class RandomizedSet {
Map<Integer, Integer> map;
List<Integer> list;
/** Initialize your data structure here. */
public RandomizedSet() {
map = 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 (map.containsKey(val)) return false;
map.put(val, list.size());
list.add(val);
return true;
}
/** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
public boolean remove(int val) {
if (!map.containsKey(val)) return false;
int n = map.get(val);
map.put(list.get(list.size() - 1), n);
map.remove(val);
list.set(n, list.get(list.size() - 1));
list.remove(list.size() - 1);
return true;
}
/** Get a random element from the set. */
public int getRandom() {
Random random = new Random();
int r = random.nextInt(list.size());
return list.get(r);
}
}
/**
* 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();
*/