380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素
380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素
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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。
分析
能不能直接用一个map呢？如下：
type RandomizedSet struct {
Set map[int]bool
}
func Constructor() RandomizedSet {
return RandomizedSet{Set: map[int]bool{}}
}
func (s *RandomizedSet) Insert(val int) bool {
if s.Set[val] {
return false
}
s.Set[val] = true
return true
}
func (s *RandomizedSet) Remove(val int) bool {
if !s.Set[val] {
return false
}
return true
}
func (s *RandomizedSet) GetRandom() int {
for k := range s.Set {
return k
}
return -1
}所有操作都是常数级复杂度，GwtRandom 刚进循环就return，结合哈希表遍历是随机返回键值，这样做好像是对的。但是，并没有做到每个元素应该有 相同的概率 被访问，这是因为哈希表底层是数组+链表实现，尤其脸表部分，不可能等概率访问每个元素。
要能等概率地返回一个随机元素，必须将元素存到数组/切片里才行。
但是数组增删元素怎么做到复杂度为常数级呢？
实际上，这里并不关心元素在数组里的顺序，所以插入元素就可以简单地在末尾追加；删除元素怎么办？可以把带删除元素和最后一个元素交换，再把数组长度减1即可！
当然，为了能迅速获取某个元素在数组中的索引，需要额外维护一个哈希表。
type RandomizedSet struct {
index map[int]int
slice []int
}
func Constructor() RandomizedSet {
return RandomizedSet{index: map[int]int{}}
}
func (s *RandomizedSet) Insert(val int) bool {
if _, ok := s.index[val]; ok {
return false
}
s.index[val] = len(s.slice)
s.slice = append(s.slice, val)
return true
}
func (s *RandomizedSet) Remove(val int) bool {
i, ok := s.index[val]
if !ok {
return false
}
delete(s.index, val)
n := len(s.slice)
if i == n-1 { // 要删的元素就是最后一个
s.slice = s.slice[:n-1]
return true
}
last := s.slice[n-1]
s.index[last] = i // 更新last索引记录
s.slice[i] = last
s.slice = s.slice[:n-1]
return true
}
func (s *RandomizedSet) GetRandom() int {
i := rand.Intn(len(s.slice))
return s.slice[i]
}