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

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  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(); */

题目

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。

注意: 允许出现重复元素。

1. insert(val)：向集合中插入元素 val。
2. remove(val)：当 val 存在时，从集合中移除一个 val。
3. getRandom：从现有集合中随机获取一个元素。每个元素被返回的概率应该与其在集合中的数量呈线性相关。

示例:

// 初始化一个空的集合。
RandomizedCollection collection = new RandomizedCollection();

// 向集合中插入 1 。返回 true 表示集合不包含 1 。
collection.insert(1);

// 向集合中插入另一个 1 。返回 false 表示集合包含 1 。集合现在包含 [1,1] 。
collection.insert(1);

// 向集合中插入 2 ，返回 true 。集合现在包含 [1,1,2] 。
collection.insert(2);

// getRandom 应当有 2/3 的概率返回 1 ，1/3 的概率返回 2 。
collection.getRandom();

// 从集合中删除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
collection.remove(1);

// getRandom 应有相同概率返回 1 和 2 。
collection.getRandom();

思路

用一个vector保存所有的键。
用一个哈希表保存键和对应的在vector的下标。
插入：在键对应的下标中加入一个
随机获得：生成随机数在vector中获取一个。
删除：
将vector最后一个元素key取出来，key对应的下标end也取出来。
首先把要删除val的元素在vector中的一个位置idx赋给key，之后在哈希表key的下标中删除end，添加上val的下标idx。从val的下标中删除idx即可。
**这里不太明白的事为什么要有if(idx<end) m[keys[idx]].emplace(idx)一句，如果这句换了位置就不对了，一直没明白`

代码

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class RandomizedCollection {
public:
    unordered_map<int,unordered_set<int>> m;
    vector<int> keys;

    /** Initialize your data structure here. */
    RandomizedCollection() {

    }
    
    /** Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element. */
    bool insert(int val) {
        keys.push_back(val);
        if(m.find(val)==m.end()){
            m[val].emplace(int(keys.size()-1));
            return true;
        }else{
            m[val].emplace(int(keys.size()-1));
            return false;
        }
    }
    
    /** Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element. */
    bool remove(int val) {
        if(m.find(val)==m.end()) return false;
        //取得最后一个key对应的下标end，要删除的元素所有下标的第一个        
        int end = keys.size() - 1;
        int idx = *m[val].begin();
        //最后一个key赋值到要删除的位置上，并且最后一个key要删除end这个下标。
        keys[idx] = keys.back();
        m[keys[idx]].erase(end);
        //要删除的元素删除一个下标，如果是最后一个，就把元素从哈细表中删除。
        m[val].erase(idx);
        if(m[val].empty()) m.erase(val);
        //如果删除元素的下标不是最后一个，就把删除的下标赋给原来最后一个key。
        if(idx<end) m[keys[idx]].emplace(idx);

        keys.pop_back();
        return true;
    }
    
    /** Get a random element from the collection. */
    int getRandom() {
        return keys[rand()%keys.size()];
    }
};

/**
 * Your RandomizedCollection object will be instantiated and called as such:
 * RandomizedCollection* obj = new RandomizedCollection();
 * bool param_1 = obj->insert(val);
 * bool param_2 = obj->remove(val);
 * int param_3 = obj->getRandom();
 */