382. Linked List Random Node (蓄水池抽样,java)

本文介绍了一种使用蓄水池抽样算法从链表中等概率随机选取节点的方法,并提供了详细的实现步骤及代码示例。

382. Linked List Random Node

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  • Difficulty: Medium
  • Contributor: LeetCode

Given a singly linked list, return a random node's value from the linked list. Each node must have the same probability of being chosen.

Follow up:
What if the linked list is extremely large and its length is unknown to you? Could you solve this efficiently without using extra space?

Example:

// Init a singly linked list [1,2,3].
ListNode head = new ListNode(1);
head.next = new ListNode(2);
head.next.next = new ListNode(3);
Solution solution = new Solution(head);

// getRandom() should return either 1, 2, or 3 randomly. Each element should have equal probability of returning.
solution.getRandom();

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题目链接:https://leetcode.com/problems/linked-list-random-node/#/description

解题思路:题目意思是给定一个链表,随机输出链表中的一个数,要求每个数输出的概率相等。蓄水池抽样可定义为:在不知总个数的情况下,等概率地抽取这组数中的某个数。核心思想是:1、初始答案为第一个数,此时链表的下标指向第一个数,即此时第一个数被选中的概率为1;

                      2、下标后移一位指向第二个数,用Random函数随机抽取0-1的数,抽取的范围是2,抽中1的概率为1/2,如果抽中1,把答案改为此时下标所指的数,否则不改变答案的值。

                      3、以此类推,用Random函数抽取的范围不断加1,即Random rd = new Random(i),抽取范围为i,从0 -( i-1)中取道 i-1 的概率为1 / i。如果抽中i-1,把答案改为此时下标所指的数,否则不改变答案的值。

                      4、直到链表为空,得到答案;

第 i 个数被选中的概率为它被选中的概率:1 / i ,乘以后面的数不被选中的概率:[ i / ( i + 1 ) ] * [ ( i + 1 ) / ( i + 2 ) ] *... * [ ( n  - 1 ) / ( n + 1 )]

即P(第 i 个数被选中) = (  1 / i  )* [ i / ( i + 1 ) ] * [ ( i + 1 ) / ( i + 2 ) ] *... * [ ( n  - 1 ) / ( n + 1 )] = 1 / n


代码如下:

(leetcode提交代码)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution {

    static ListNode h = null;
    /** @param head The linked list's head.
        Note that the head is guaranteed to be not null, so it contains at least one node. */
    public Solution(ListNode head) {
        this.h = head; 
    }
    
    /** Returns a random node's value. */
    public int getRandom() {
        Random rd = new Random ();
        int ans = -1;
        int idx = 0;
		ListNode p = h;
        while(p!=null){
        	idx++;
        	int rn = rd.nextInt(idx);
        	if(rn==idx-1){
        		ans = p.val;
        	}
        	p = p.next;
        }
        return ans;
    }
}

/**
 * Your Solution object will be instantiated and called as such:
 * Solution obj = new Solution(head);
 * int param_1 = obj.getRandom();
 */

eclipse 上代码:

import java.util.Random;

public class Main {

	static class ListNode {
		      int val;
		      ListNode next;
		      ListNode(int x) 
		      { val = x; }
		  }
	static ListNode h = null;
    public Main(ListNode head) {
        this.h = head; 
    }
    public static int getRandom() {
        Random rd = new Random ();
        int ans = -1;
        int idx = 0;
		ListNode p = h;
        while(p!=null){
        	idx++;
        	int rn = rd.nextInt(idx);
        	if(rn==idx-1){
        		ans = p.val;
        	}
        	p = p.next;
        }
        return ans;
    }
    public static void main(String[] args){
    	ListNode head = new ListNode(1);
    	head.next = new ListNode(2);
    	head.next.next = new ListNode(3);
    	Main obj = new Main(head);
    	System.out.println(obj.getRandom());
    }
}



编号 文件名称 cwts-specs-001 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口物理层技术规范:名语术语 cwts-specs-002 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口物理层技术规范:概述 cwts-specs-003 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口物理层技术规范:物理信道和传输信道到物理信道的映射 cwts-specs-004 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口物理层技术规范:信道编码与复用 cwts-specs-005 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口物理层技术规范:扩频与调制 cwts-specs-006 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口物理层技术规范:物理层过程 cwts-specs-007 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口物理层技术规范:物理层测量 cwts-specs-008 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范:物理层向上层提供的服务 cwts-specs-009 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范:MAC协议 cwts-specs-010 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范:RLC协议 cwts-specs-011 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范:PDCP协议 cwts-specs-012 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范:BMC协议 cwts-specs-013 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线接口层3技术规范:RRC协议 cwts-specs-014 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iu接口技术规范:概述 cwts-specs-015 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iu接口技术规范:层1技术要求 cwts-specs-016 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iu接口技术规范:信令传输 cwts-specs-017 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iu接口技术规范:RANAP信令 cwts-specs-018 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iu接口技术规范:数据传输和传输信令 cwts-specs-019 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iu接口技术规范:用户平面协议 cwts-specs-020 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub接口技术规范:概述 cwts-specs-021 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub接口技术规范:层1技术要求 cwts-specs-022 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub接口技术规范:信令传输 cwts-specs-023 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub接口技术规范:NBAP信令 cwts-specs-024 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub接口技术规范:用于CCH数据流的数据传输和传输信令 cwts-specs-025 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub接口技术规范:用于CCH数据流的用户平面协议 cwts-specs-026 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iur接口技术规范:概述 cwts-specs-027 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iur接口技术规范:层1技术要求 cwts-specs-028 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iur接口技术规范:信令传输 cwts-specs-029 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iur接口技术规范:RNSAP信令 cwts-specs-030 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iur接口技术规范:用于CCH数据流的数据传输和传输信令 cwts-specs-031 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iur接口技术规范:用于CCH数据流的用户平面协议 cwts-specs-032 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub/Iur接口技术规范:用于DCH数据流的数据传输和传输信令 cwts-specs-033 IMT-DS FDD(WCDMA)系统Iub/Iur接口技术规范:用于DCH数据流的用户平面协议 cwts-specs-034 TD-SCDMA系统无线接口物理层技术规范 cwts-specs-035 TD-SCDMA系统无线接口层2技术规范 cwts-specs-036 TD-SCDMA系统无线接口层3-RRC技术规范 cwts-specs-037 TD-SCDMA系统Iu接口技术规范 cwts-specs-038 TD-SCDMA系统Iub接口技术规范 cwts-specs-039 TD-SCDMA系统Iur接口技术规范 cwts-specs-040 TD-SCDMA系统基站设备无线收发特性技术规范 cwts-specs-041 TD-SCDMA系统用户终端设备无线收发特性技术规范 CWTS发布的研究报告列表 cwts-reports-001 IMT-DS FDD(WCDMA)系统连接模式下的层间过程(25.303)标准研究报告 cwts-reports-002 IMT-DS FDD(WCDMA)系统空闲模式下UE的流程和连接模式下小区重选流程(25.304)标准研究报告 cwts-reports-003 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线资源管理RRM研究报告 cwts-reports-004 IMT-DS FDD(WCDMA)系统无线资源管理RRM研究报告 cwts-reports-005 IMT-DS FDD(WCDMA)系统UE无线接入能力研究报告
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