题目描述
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,向集合中插入该项。remove(val)
:元素 val 存在时,从集合中移除该项。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();
问题分析
创建一个数组和一个哈希map,数组用来保存数,哈希map用来建立每个数与其在数组中的位置之间的映射。函数insert:先判断这个数在哈希map中是否存在,如果存在那么返回false,如果不存在则将其加入到数组末尾,然后把该数和其在数组中的位置存到哈希map中,然后返回true。函数remove:判断如果该数不在哈希map中,那么返回false,如果在哈希map中,则把该数在数组中的位置找出来,并与数组最后一个元素调换位置,然后把数组原来的最后一个数和它的新位置存入哈希map,再将数组现在的最后一个数删除,并将这个数在哈希map中删除,然后返回true。函数getRandom:return vec[rand() % vec.size()];返回数组中的随机位置的数。
代码实现
class RandomizedSet {
private:
vector<int> vec;
unordered_map<int, int> umap;
public:
/** Initialize your data structure here. */
RandomizedSet() {
}
/** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
bool insert(int val) {
if(umap.count(val))
return false;
vec.push_back(val);
umap[val] = vec.size() - 1;
return true;
}
/** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
bool remove(int val) {
if(!umap.count(val))
return false;
int temp = vec.back();
umap[temp] = umap[val];
vec[umap[val]] = temp;
vec.pop_back();
umap.erase(val);
return true;
}
/** Get a random element from the set. */
int getRandom() {
return vec[rand() % vec.size()];
}
};
/**
* Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
* RandomizedSet obj = new RandomizedSet();
* bool param_1 = obj.insert(val);
* bool param_2 = obj.remove(val);
* int param_3 = obj.getRandom();
*/