LeetCode 380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素(C++)

news/2023/6/6 23:57:53

思路:
要实现时间复杂度为O(1)的定位和删除,可以通过数组来实现,数组可以高效进行增添元素,但对于删除元素,可以将指定位置元素与末尾元素进行交换,再删除;对于数组中指定元素的定位,通过哈希表来记录数组中每个元素的位置实现
原题链接:https://leetcode.cn/problems/insert-delete-getrandom-o1/description/?favorite=2ckc81c

1.题目如下:

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:

-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。

2.代码如下:

class RandomizedSet {
private:
// 哈希表+数组实现
/*哈希表能够帮助数组实现元素的定位等操作,且时间复杂度0(1)
*/vector<int> nums;unordered_map<int, int> mapTemp;
public:RandomizedSet() {}//使用push_back插入,用哈希表来记录元素在nums中的位置bool insert(int val) {if (mapTemp.count(val)) {return false;}int index = nums.size();nums.push_back(val);mapTemp[val] = index;return true;}//为了满足时间复杂度要求,先替换尾元素和选定元素的位置,再直接pop_back()实现删除bool remove(int val) {if (!mapTemp.count(val)) {return false;}int idx=mapTemp[val];//直接替换数组中指定位置和末尾的元素,并且pop_back()int lastNum=nums.back();nums[idx]=lastNum;mapTemp[lastNum]=idx;nums.pop_back();mapTemp.erase(val);return true;}int getRandom() {// rand()产生0——nums.size()的随机整数int randomIndex = rand()%nums.size();return nums[randomIndex];}
};/*** 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();*/

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