Leetcode 380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

题干

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。

初见

使用 ArrayList 存数值， HashMap 存下标，注意 key 为 String （ > 128 的 int 在装箱后不能做 key ），空间换时间：

class RandomizedSet {
    Random random;
    List<Integer> list;
    Map<String, Integer> map;

    public RandomizedSet() {
        random = new Random();
        list = new ArrayList<>();
        map = new HashMap<>();
    }
    
    public boolean insert(int val) {
        if (map.containsKey(Integer.toString(val))) {
            return false;
        } else {
            list.add(val);
            map.put(Integer.toString(val), list.size() - 1);
            return true;
        }
    }
    
    public boolean remove(int val) {
        if (map.containsKey(Integer.toString(val))) {
            int targetListIndex = map.get(Integer.toString(val));
            int movedInt = list.get(list.size() - 1);
            list.set(targetListIndex, movedInt);
            list.removeLast();
            map.put(Integer.toString(movedInt), targetListIndex);
            map.remove(Integer.toString(val));
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
    
    public int getRandom() {
        int index = random.nextInt(list.size());
        return list.get(index);
    }
}

/**
 * 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();
 */