11、O（1）ランダムな要素を挿入、削除、取得する時間
11.1。タイトルの要件
RandomizedSetクラスを実装します
。RandomizedSet（）RandomizedSetオブジェクトを初期化します。
boolinsert（int val）要素valが存在しない場合は、アイテムをコレクションに挿入してtrueを返します。それ以外の場合は、falseを返します。
bool remove（int val）要素valが存在する場合は、コレクションからアイテムを削除してtrueを返します。それ以外の場合は、falseを返します。
int getRandom（）既存のコレクション内のアイテムをランダムに返します（テストケースは、このメソッドが呼び出されたときにコレクション内に少なくとも1つの要素があることを保証します）。各要素は、返される確率が同じである必要があります。
クラスのすべての関数を実装し、各関数の平均時間計算量がO（1）である必要があります。
示例：
输入
["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 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 。集合现在包含 [1,2] 。
randomizedSet.getRandom(); // getRandom 应随机返回 1 或 2 。
randomizedSet.remove(1); // 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
randomizedSet.insert(2); // 2 已在集合中，所以返回 false 。
randomizedSet.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
最多调用 insert、remove 和 getRandom 函数 2 * 105 次
在调用 getRandom 方法时，数据结构中 至少存在一个 元素。
ソース：LeetCode
リンク：https ：//leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1
11.2。問題解決のアイデア
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まず、値を格納するリストを定義し、格納するマップ（val、index）;
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定義されたリストとマップをRandomizedSetで初期化します。
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挿入では、最初にマップにvalがあるかどうかを判断します。存在する場合はfalse、存在しない場合はvalを値に追加し、マップを更新します。
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removeでは、最初にマップにvalがあるかどうかを判断し、存在しない場合はfalseにします。存在する場合は、マップ内のvalのインデックスを検索してから、削除する要素を最後に移動します。次に、値の最後の要素を削除し、最後に配置します。マップは更新および削除できます。
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getRandomでは、最初にランダムライブラリ関数が導入され、最後に数値のインデックスがランダムに取り出されて返されます。
MapのcontainsKey（）メソッドを使用して、データ（値）が存在するかどうかを検出します。キーが存在する場合は、データが1回取得されたことを示し、マップ内のキーの値がnulであるかどうかを直接返します。キーが存在しない場合は、データを生成または取得し、マップに配置して、データを返します。
11.3.アルゴリズム
class RandomizedSet {
//array存放的是所有的values
List<Integer> values;
//map里面存放的是val和values存放的下标index之间的关系(val,index)
Map<Integer,Integer> map;
//初始化
public RandomizedSet() {
values = new ArrayList();
map = new HashMap();
}
//插入操作
public boolean insert(int val) {
//如果map中已经存在val,返回false
if(map.containsKey(val)){
return false;
}
//先将val添加到values
values.add(val);
//再更新map
map.put(val,values.size()-1);
return true;
}
//删除操作
public boolean remove(int val) {
//如果map中不包含val，返回false
if(!map.containsKey(val)){
return false;
}
//搜索val在map中的index
int index = map.get(val);
//将需要删除的元素移到末尾再删除,否则就会出现数据搬移
int last = values.get(values.size()-1);
values.set(index,last);
//移除values最后一位元素
values.remove(values.size()-1);
//在map中更新
map.put(last,index);
//在map中删除
map.remove(val);
return true;
}
public int getRandom() {
//先引入random的库函数
Random random = new Random();
//最后随机取出一个数的index并返回即可
return values.get(random.nextInt(values.size()));
}
}
/**
* 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();
*/
参考動画：BステーションアップマスターRonan0