一、題目大意

實現RandomizedSet 類：

• RandomizedSet() 初始化 RandomizedSet 對象
• bool insert(int val) 當元素 val 不存在時，向集合中插入該項，並返回 true ；否則，返回 false 。
• bool remove(int val) 當元素 val 存在時，從集合中移除該項，並返回 true ；否則，返回 false 。
• int getRandom() 隨機返回現有集合中的一項（測試用例保證調用此方法時集合中至少存在一個元素）。每個元素應該有 相同的概率 被返回。

你必須實現類的所有函數，並滿足每個函數的 平均 時間複雜度為 O(1) 。

示例：

輸入

["RandomizedSet", "insert", "remove", "insert", "getRandom", "remove", "insert", "getRandom"]

[[], [1], [2], [2], [], [1], [2], []]

輸出

[null, true, false, true, 2, true, false, 2]

解釋

RandomizedSet randomizedSet = new RandomizedSet();

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

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

randomizedSet.insert(2); // 向集合中插入 2 。返回 true 。集合現在包含 [1,2] 。

randomizedSet.getRandom(); // getRandom 應隨機返回 1 或 2 。

randomizedSet.remove(1); // 從集合中移除 1 ，返回 true 。集合現在包含 [2] 。

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

randomizedSet.getRandom(); // 由於 2 是集合中唯一的數字，getRandom 總是返回 2 。

提示：

• -231 <= val <= 231 - 1
• 最多調用 insert、remove 和 getRandom 函數 2 * 105 次
• 在調用 getRandom 方法時，數據結構中 至少存在一個 元素。

來源：力扣（LeetCode）
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二、解題思路

這道題有個限制在常數時間範圍內實現插入刪除和獲得隨機數操作，沒有該限制的話直接用一個HashSet就可以搞定。我們利用一個可變list和一個HashMap，其中list用來保存數字，HashMap用來建立每個數字和其在list中的位置之間的映射。重點在於刪除元素的邏輯，如果要刪除的元素不存在返回false，如果存在，先求出該元素在list中的索引，將list中最後一個元素更新到此位置，同時更新該元素中在hashmap的索引，然後list中刪除最後一個元素，hashmap也刪除要刪除的元素 。

三、解題方法

3.1 Java實現

class RandomizedSet {
    List<Integer> nums;
    Map<Integer, Integer> indices;
    Random random;

    public RandomizedSet() {
        nums = new ArrayList<>();
        indices = new HashMap<>();
        random = new Random();
    }

    public boolean insert(int val) {
        if (indices.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        // 為什麼不寫成indices.put(val, nums.size());
        int index = nums.size();
        nums.add(val);
        indices.put(val, index);
        return true;
    }

    public boolean remove(int val) {
        if (!indices.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        int index = indices.get(val);
        int last = nums.get(nums.size() - 1);
        nums.set(index, last);
        indices.put(last, index);
        nums.remove(nums.size() - 1);
        indices.remove(val);
        return true;
    }

    public int getRandom() {
        return nums.get(random.nextInt(nums.size()));
    }
}

四、總結小記

• 2022/10/18 今天有點不順哦，倒黴的事一個接着一個，想想好事，想想明天，心裏就舒坦了