【leetcode】Insert Delete GetRando

【leetcode】Insert Delete GetRandom O(1)

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();

思路：

使用一个HashMap保存每个值的位置，然后全部值存到一个ArrayList里面，删除的时候将删除的那个位置的值进行调换，将ArrayList里面最后一位的值提到要删除的那个位置上覆盖，然后直接删除ArrayList的最后一个

public class RandomizedSet {
    //用来索引下在ArrayList中的关系，做到快速定位
    private HashMap<Integer,Integer> locations;
    //存储原始数据
    private ArrayList<Integer> list;
    private Random random;
    /** Initialize your data structure here. */
    public RandomizedSet() {
        this.locations = new HashMap<Integer,Integer>();
        this.list = new ArrayList<Integer>();
        this.random = new Random();
    }
 
    /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
    /**
     * 判断后直接插入
     * */
    public boolean insert(int val) {
        if( locations.containsKey(val) == true ) return false;
        locations.put(val,list.size());
        list.add(val);
        return true;
    }
 
    /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
    /**
     * 核心思想在于：把删除的元素交换到ArrayList最后一位上，这样就可以O1完成了
     * 把最后一位的元素放在要删除的元素上，再删除最后一位元素（最后一位元素已经在要删除位置上有了）
     * */
    public boolean remove(int val) {
        if( locations.containsKey(val) == false) return false;
        int tmpLocation = locations.get(val);
        if(tmpLocation != list.size() - 1){
            int lastVal = list.get(list.size() -1 );
            list.set(tmpLocation,lastVal);
            locations.put(lastVal,tmpLocation);
        }
        list.remove(list.size() - 1);
        locations.remove(val);
        return true;
    }
 
    /** Get a random element from the set. */
    public int getRandom() {
        return list.get(random.nextInt(list.size()));
    }
} 
 
/**
 * Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
 * RandomizedSet obj = new RandomizedSet();
 * boolean param_1 = obj.insert(val);
 * boolean param_2 = obj.remove(val);
 * int param_3 = obj.getRandom();
 */