设计RandomPool结构python实现_randomget设计,所有的操作都是o(1)-优快云博客

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本文介绍了一种特殊的数据结构设计，能够实现插入、删除和随机获取元素的操作，所有操作的时间复杂度均为O(1)。通过使用两个哈希表分别存储key-index和index-key的映射，配合独特的元素下标管理策略，确保了操作效率。适用于需要快速响应且对随机访问有高要求的场景。

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【题目】

　　设计一种结构，在该结构中有如下三个功能：

　　 1、 insert(key)：将某个key加入到该结构，做到不重复加入
　　 2、delete(key)：将原本在结构中的某个key移除
　　 3、getRandom()：等概率随机返回结构中的任意一个key

　　要求所有的操作时间复杂度都是O(1)。

【基本思路】

　　对每个元素都加上一个下标，第一个元素的下标为0，每加入一个元素，对应的下标加1。如果要删除一个元素，假设该元素的下标为i，将最后的一个元素放到位置i处，同时删除最后一个元素（对应的下标也删除）。这样处理就保证了下标的连续性，在进行getRandom操作的时候，只需要随机产生一个下标，将该下标位置处的元素返回即可。
　　
　　为了得到key -> index以及index -> key的对应关系，使用两个哈希表来建立两者之间的映射。

#File Name : randomP.py
import random

class pool(object):
    def __init__(self):
        self.map1 = {}
        self.map2 = {}
        self.size = 0

    def insert(self,item):
        self.map1[item] = self.size
        self.map2[self.size] = item
        self.size+=1

    def delete(self,key):
        if key in self.map1:
            #取出当前key所对应的序号
            index = self.map1[key]
            #取出最后一个序号所代表的key
            lastkey = self.map2[self.size-1]
            #在当前位置改变数值成最后一个,因为删除操作在map2上
            self.map2[index] = lastkey
            self.map1[lastkey]=index
            #删除最后一个位置
            del self.map1[lastkey]
            del self.map2[self.size-1]
            self.size-=1
    def getRandom(self):
        if self.size==0:
            return None
        index = int(random.random()*self.size)
        return self.map1[index]