本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

每日一题做题记录，参考官方和三叶的题解

题目要求

思路：哈希表+数组

$O(1)$复杂度的插入和删除很明显是用哈希表，但是取随机数的话用数组返回随机下标比较方便，所以就同时维护一个哈希表和一个数组，哈希表存着数组内元素及其对应下标。

直接根据数据范围（$2*10^5$）申请一个固定大小的数组，为了方便取随机数，要维护数组的「前$idx$个元素都不空」，所以在删除元素时要把当前最后一个元素$nums[idx]$放到被删除的元素处$nums[del]$补空。
此时随机操作直接在$[0,idx]$内取随机值作为下标，返回数组内对应值即可。

而对于插入操作，则判断是否存在于哈希表中，然后同时维护哈希表和数组即可。

Java

class RandomizedSet {
    static int[] nums = new int[200001];
    Random random = new Random();
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>(); //数组下标与值
    int idx = -1;
    public RandomizedSet() {}
    
    public boolean insert(int val) {
        if(map.containsKey(val))
            return false;
        nums[++idx] = val;
        map.put(val, idx);
        return true;
    }
    
    public boolean remove(int val) {
        if(!map.containsKey(val))
            return false;
        int del = map.remove(val);
        if(del != idx) //是否删除最后一个元素
            map.put(nums[idx], del);
        nums[del] = nums[idx--]; //补空，保证前面都是满的
        return true;
    }
    
    public int getRandom() {
        return nums[random.nextInt(idx + 1)];
    }
}

• 时间复杂度：所有操作均$O(1)$
• 空间复杂度：$O(n)$，数组和哈希表均为$O(n)$

C++

class RandomizedSet {
private:
    int nums[200001];
    unordered_map<int, int> map;
    int idx = -1;
public:
    RandomizedSet() {}
    
    bool insert(int val) {
        if(map.count(val))
            return false;
        nums[++idx] = val;
        map[val] = idx;
        return true;
    }
    
    bool remove(int val) {
        if(!map.count(val))
            return false;
        int del = map[val];
        map.erase(val);
        if(del != idx) //是否删除最后一个元素
            map[nums[idx]] = del;
        nums[del] = nums[idx--]; //补空，保证前面都是满的
        return true;
    }
    
    int getRandom() {
        return nums[rand() % (idx+1)];
    }
};

• 时间复杂度：所有操作均$O(1)$
• 空间复杂度：$O(n)$，数组和哈希表均为$O(n)$

STL unordered_map

• 学习参考链接
• 即为一个无序的map容器，以键值对形式存在，键不能相等。

方法	功能	备注
$emplace()$	插入元素，效率高于insert()
$count(key)$	查找键值为$key$的键值对个数	上文使用判断是否存在键值为$key$的元素
$find(key)$	查找键值为$key$的键值对，返回相应正向迭代器，若未找到则返回最后一个键值对之后位置的迭代器【即$end()$方法的返回值】	上文判断处也可换为此方法，即map.find(key) == map.end()则不存在，反之则存在
$erase(key)$	删除以$key$为键的键值对

总结

想到了用哈希表，但是没有想到额外维护一个前面值均不空的数组来进行随机数的寻找。

C++的这几个容器的方法都差不多，但是定义不同存在细节差异，还是要注意区分。还有，在这里写习惯了，编译器里很容易忘掉要include相应内容……

欢迎指正与讨论！