设计: O(1)随机获取/插入/删除

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Author: qieguo2016

go/leetcode/380.常数时间插入、删除和获取随机元素.go

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+/*
+ * @lc app=leetcode.cn id=380 lang=golang
+ *
+ * [380] 常数时间插入、删除和获取随机元素
+ *
+ * https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1/description/
+ *
+ * algorithms
+ * Medium (46.26%)
+ * Likes:    58
+ * Dislikes: 0
+ * Total Accepted:    6.4K
+ * Total Submissions: 13.7K
+ * Testcase Example:  '["RandomizedSet","insert","remove","insert","getRandom","remove","insert","getRandom"]\n[[],[1],[2],[2],[],[1],[2],[]]'
+ *
+ * 设计一个支持在平均 时间复杂度 O(1) 下，执行以下操作的数据结构。
+ * 
+ * 
+ * insert(val)：当元素 val 不存在时，向集合中插入该项。
+ * remove(val)：元素 val 存在时，从集合中移除该项。
+ * getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有相同的概率被返回。
+ * 
+ * 
+ * 示例 :
+ * 
+ * 
+ * // 初始化一个空的集合。
+ * RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();
+ * 
+ * // 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
+ * randomSet.insert(1);
+ * 
+ * // 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
+ * randomSet.remove(2);
+ * 
+ * // 向集合中插入 2 。返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
+ * randomSet.insert(2);
+ * 
+ * // getRandom 应随机返回 1 或 2 。
+ * randomSet.getRandom();
+ * 
+ * // 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
+ * randomSet.remove(1);
+ * 
+ * // 2 已在集合中，所以返回 false 。
+ * randomSet.insert(2);
+ * 
+ * // 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。
+ * randomSet.getRandom();
+ * 
+ * 
+ */
+
+/*
+ * 1. 为了达到O(1)的插入删除，需要使用hash
+ * 2. 为了达到O(1)的随机数，需要用数组保存，然后随机取数组长度内的下标
+ * 3. 增加数组之后，增加可以直接增加到数组末尾，删除的话可以交换被删元素与数组尾部，这样只需要移动一个元素
+ */
+
+// @lc code=start
+import (
+	"math/rand"
+)
+
+type RandomizedSet struct {
+	Data map[int]int  // k为传入val，v为下标
+	Index []int
+}
+
+
+/** Initialize your data structure here. */
+func Constructor() RandomizedSet {
+    return RandomizedSet{
+		Data: map[int]int{},
+		Index: []int{},
+	}
+}
+
+
+/** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
+func (this *RandomizedSet) Insert(val int) bool {
+	if _, ok := this.Data[val]; ok {
+		return false
+	}
+	this.Index = append(this.Index, val)
+	this.Data[val] = len(this.Index) - 1
+	return true
+}
+
+
+/** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
+func (this *RandomizedSet) Remove(val int) bool {
+	idx, ok := this.Data[val]
+    if !ok {
+		return false
+	}
+	last := len(this.Index) - 1
+	if idx < last {  // 与队尾交互
+		this.Data[this.Index[last]] = idx
+		this.Index[idx] = this.Index[last]
+	}
+	delete(this.Data, val)
+	this.Index = this.Index[:last]
+	return true
+}
+
+
+/** Get a random element from the set. */
+func (this *RandomizedSet) GetRandom() int {
+	idx := rand.Intn(len(this.Index))
+	return this.Index[idx]
+}
+
+
+/**
+ * Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
+ * obj := Constructor();
+ * param_1 := obj.Insert(val);
+ * param_2 := obj.Remove(val);
+ * param_3 := obj.GetRandom();
+ */
+// @lc code=end
+