380. 常数时间插入、删除和获取随机元素 - 力扣（LeetCode）

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。

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 :

// 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();

题解1

实现常数插入和删除，用一个哈希set来存储元素，map记录元素的位置便能实现。但是无法实现随机返回。

vector可以实现随机返回，但是按照常规的插入和删除，肯定不能满足O(1)的时间，这里有一个可以打破的规则，vector元素删除并不要求保持原序。所以插入时，元素插到最后，删除时，元素先与最后的元素交换，然后删除最后的元素即可。

代码1

class RandomizedSet {
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    unordered_map<int, int>myMap;
    vector<int>vec;
    RandomizedSet() {
        
    }
    
    /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
    bool insert(int val) {
        if(myMap.find(val) != myMap.end()){//存在，插入失败
            return false;
        }
        else{
            myMap[val] = vec.size();
            vec.push_back(val);
            return true;
        }
    }
    
    /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
    bool remove(int val) {
        if(myMap.find(val) == myMap.end()){//不存在，删除失败
            return false;
        }
        else{
            int idx = myMap[val];
            
            //更新myMap索引
            myMap.erase(myMap.find(val));
            if(idx != vec.size() - 1){//删除的元素不是最后一个元素
                myMap[vec.back()] = idx;
            }

            //与vec最后一个元素交换
            int tmp = vec[idx];
            vec[idx] = vec[vec.size() - 1];
            vec[vec.size() - 1] = tmp;

            //删除最后一个元素
            vec.pop_back();

            return true;
        }
    }
    
    /** Get a random element from the set. */
    int getRandom() {
        int len = vec.size();
        int idx = rand() % len;
        return vec[idx];
    }
};

/**
 * 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();
 */