leetcode_380 O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

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要求

实现RandomizedSet 类:

RandomizedSet() 初始化 RandomizedSet 对象

  • bool insert(int val) 当元素 val 不存在时,向集合中插入该项,并返回 true ;否则,返回 false 。
  • bool remove(int val) 当元素 val 存在时,从集合中移除该项,并返回 true ;否则,返回 false 。
  • int getRandom() 随机返回现有集合中的一项(测试用例保证调用此方法时集合中至少存在一个元素)。每个元素应该有 相同的概率 被返回。 你必须实现类的所有函数,并满足每个函数的 平均 时间复杂度为 O(1) 。

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 。

核心代码

class RandomizedSet:
    def __init__(self):
        self.value = []
        self.index = {}

    def insert(self, val: int) -> bool:
        if val in self.index:
            return False
        self.value.append(val)
        self.index[val] = len(self.value) - 1
        return True

    def remove(self, val: int) -> bool:
        if val not in self.index:
            return False
        self.index[self.value[-1]] = self.index[val]
        self.value[-1],self.value[self.index[val]] = self.value[self.index[val]],self.value[-1]
        self.value.pop()
        self.index.pop(val)
        return True

    def getRandom(self) -> int:
        return self.value[random.randint(0,len(self.value) - 1)]

# Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
# obj = RandomizedSet()
# param_1 = obj.insert(val)
# param_2 = obj.remove(val)
# param_3 = obj.getRandom()

image.png

解题思路:我们实际上就是使用一个字典和一个列表来完成数据存储,之所以数据可以O(1),是因为在字典中存储的是数据在列表中的下标,可以快速的定位到元素,在移除的时候,我们找到最后一个元和和目标元素互换,然后使用pop的方式,将数据移除。