380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素（哈希表 + 数据结构）

最新推荐文章于 2025-04-25 08:31:59 发布

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#java #算法 #数据结构 #哈希表 #leetcode

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本文介绍了如何使用Java实现一个数据结构，支持在O(1)时间内进行插入、删除和随机获取元素的操作。通过哈希表和列表结合，利用Random类的nextInt方法实现随机获取，删除时通过交换避免了遍历整个列表，从而达到高效的时间复杂度。

Question

380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

题目描述

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1/
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

Ideas

1、Answer( Java )

解法思路：哈希表 + 数据结构
⚡️Random 类的public int nextInt(int bound) 方法：
返回伪随机的，均匀分布 int 值介于 0（含）和指定值（不包括）
（所有 bound 可能的 int 值以（近似）等概率产生。）
☝Map 存储<val ,val_index in list>，list 存储 val 对应的 order
为了确保时间复杂度是 O(1)，删除操作需要将当前元素 val 与 list 最后一个元素 lastVal 进行交换

Code

/**
 * @author Listen 1024
 * @description 380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素
 * @date 2022-04-13 8:07
 */
class RandomizedSet {
    Map<Integer, Integer> map;//<val,val_index in list>值索引对
    List<Integer> list;
    Random random;

    public RandomizedSet() {
        this.map = new HashMap<>();
        this.list = new ArrayList<>();
        this.random = new Random();
    }

    public boolean insert(int val) {
        if (map.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        map.put(val, list.size());
        list.add(val);
        return true;
    }

    public boolean remove(int val) {
        if (!map.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        int index = map.get(val);//获取Key对应的Value,此处是获取val对应的index
        int lastVal = list.get(list.size() - 1);
        //swap
        map.put(lastVal, index);
        list.set(index, lastVal);
        //remove
        map.remove(val);
        list.remove(list.size() - 1);
        return true;
    }

    public int getRandom() {
        int index = random.nextInt(list.size());
        return list.get(index);
    }
}

/**
 * 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();
 */