Insert Delete GetRandom O(1)-LintCode

设计一个数据结构实现在平均 O(1) 的复杂度下执行以下所有的操作。

• insert(val): 如果这个元素不在set中，则插入。
• remove(val): 如果这个元素在set中，则从set中移除。
• getRandom: 随机从set中返回一个元素。每一个元素返回的可能性必须相同。

样例：

// 初始化空集set
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

// 1插入set中。返回正确因为1被成功插入
randomSet.insert(1);

// 返回错误因为2不在set中
randomSet.remove(2);

// 2插入set中，返回正确，set现在有[1,2]。
randomSet.insert(2);

// getRandom 应该随机的返回1或2。
randomSet.getRandom();

// 从set中移除1，返回正确。set现在有[2]。
randomSet.remove(1);

// 2已经在set中，返回错误。
randomSet.insert(2);

// 因为2是set中唯一的数字，所以getRandom总是返回2。
randomSet.getRandom();

思路：
利用map存放value和在vector中的位置，利用vector存储数据来满足随机存取的时间复杂度要求。

#ifndef C657_H
#define C657_H
#include<iostream>
#include<map>
#include<vector>
#include<stdlib.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
class RandomizedSet {
public:
    RandomizedSet() {
        // do intialization if necessary
    }

    /*
    * @param val: a value to the set
    * @return: true if the set did not already contain the specified element or false
    */
    //m中没有val,v尾部插入val,并把val的位置存入m[val]
    bool insert(int val) {
        // write your code here
        if (m.find(val) == m.end())
        {
            v.push_back(val);
            m[val] = v.size() - 1;
            return true;
        }
        else
            return false;
    }

    /*
    * @param val: a value from the set
    * @return: true if the set contained the specified element or false
    */
    //m中存在val,利用m[val]获取在v中的下标,并将v[m[val]]和v最后一个元素交换,并将最后的元素删除
    //最后删除m[val]
    bool remove(int val) {
        // write your code here
        if (m.find(val) != m.end())
        {
            swap(v[m[val]], v[v.size() - 1]);
            v.pop_back();
            m.erase(m.find(val));
            return true;
        }
        else
            return false;
    }

    /*
    * @return: Get a random element from the set
    */
    int getRandom() {
        // write your code here
        int num = rand() % v.size();
        return v[num];
    }
    map<int, int> m;
    vector<int> v;
};

/**
* Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
* RandomizedSet obj = new RandomizedSet();
* bool param = obj.insert(val);
* bool param = obj.remove(val);
* int param = obj.getRandom();
*/
#endif