380.时间插入、删除和获取随机元素

题目

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。

  思路

  一个vector保存所有的key。一个map保存key和在vector中对应的下标。
  插入：在vector中加入该值，在map中加入<该值，下标>
  随机获得：生成随机数在vector中获取一个。
  删除：
  vector最后一个元素key放到val的位置上：vector的val对应的位置设置为key，哈希表的key键对应的位置设置为val的值，之后分别删除vector的最后一个元素和哈希表的val元素即可。

  代码

  class RandomizedSet {
  public:
      /** Initialize your data structure here. */
      unordered_map<int,int> m;
      vector<int> keys;
      RandomizedSet() {
  
      }
      
      /** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
      bool insert(int val) {
          if(m.find(val)!=m.end()) return false;
          keys.push_back(val);
          m[val] = keys.size()-1;
          return true;
      }
      
      /** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
      bool remove(int val) {
          if(m.find(val)==m.end()) return false;
          int temp = keys[keys.size()-1];
          m[temp] = m[val];
          keys[m[temp]] = temp;
          keys.pop_back();
          m.erase(val);
          return true;
      }
      
      /** Get a random element from the set. */
      int getRandom() {
          return keys[rand()%keys.size()];
      }
  };
  
  /**
   * Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
   * RandomizedSet* obj = new RandomizedSet();
   * bool param_1 = obj->insert(val);
   * bool param_2 = obj->remove(val);
   * int param_3 = obj->getRandom();
   */