380. 常数时间插入、删除和获取随机元素

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题目

  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1：

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// 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();

解法

解法一：

借助HaspMap和ArrayList

Java

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class RandomizedSet {

	private Map<Integer, Integer> map;

	private List<Integer> list;

	private Random rand = new Random();

	/** 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(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 (!map.containsKey(val)) {
			return false;
		}

		int value = list.get(list.size() - 1);
		int idx = map.get(val);
		list.set(idx, value);
		map.put(value, idx);
		// delete the last element
		list.remove(list.size() - 1);
		map.remove(val);
		return true;
	}

	/** Get a random element from the set. */
	public int getRandom() {
		return list.get(rand.nextInt(list.size()));
	}
}
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