【leetcode面试经典 150 题】380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

题目

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 。

提示：

• -2^31 <= val <= 2^31 - 1
• 最多调用 insert、remove 和 getRandom 函数 2 * 10^5 次
• 在调用 getRandom 方法时，数据结构中 至少存在一个 元素。

代码

class RandomizedSet {
    List<Integer> nums;
    Map<Integer, Integer> indices;
    Random random;

    public RandomizedSet() {
        nums=new ArrayList<Integer>();
        indices = new HashMap<Integer, Integer>();
        random = new Random();
    }
    
    public boolean insert(int val) {
        if(indices.containsKey(val)){
            return false;
        }
        int index = nums.size();
        nums.add(val);
        indices.put(val, index);
        return true;
    }
    
    public boolean remove(int val) {
        if(!indices.containsKey(val)){
            return false;
        }
        int index = indices.get(val);  // 获取位置
        int last = nums.get(nums.size()-1);
        nums.set(index, last);
        indices.put(last, index);
        nums.remove(nums.size()-1);
        indices.remove(val);
        return true;
    }
    
    public int getRandom() {
        System.out.println(nums.get(0));
        int randomIndex = random.nextInt(nums.size());
        return nums.get(randomIndex);
    }
}