(Medium)常数时间插入、删除和获取随机元素
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();

题解:

class RandomizedSet {

    private Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    private List<Integer> list = new ArrayList<>();

    /** Initialize your data structure here. */
    public RandomizedSet() {

    }

    /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
    public boolean insert(int val) {
        if (map.get(val) != null) {
            return false;
        }
        int size = list.size();
        list.add(list.size(), val);
        map.put(val, size);
        return true;
    }

    /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
    public boolean remove(int val) {
        if (map.get(val) == null) {
            return false;
        }

        Integer lastElement = list.get(list.size() - 1);
        Integer index = map.get(val);
        list.set(index , lastElement);
        map.put(lastElement, index);

        list.remove(list.size() - 1);
        map.remove(val);
        return true;
    }

    /** Get a random element from the set. */
    public int getRandom() {
        Random random = new Random();
        Integer i = random.nextInt(list.size());
        return list.get(i);
    }
}

/**
 * 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();
 */

分析: 思路对的,不知道为什么一开始的做法解不出来。