leetcode 380. insert-delete-getrandom-o1 常数时间插入、删除和获取随机元素 python3

时间：2020-9-17

题目地址：https://leetcode-cn.com/problems/insert-delete-getrandom-o1/

题目难度：Medium

题目描述：

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。

insert(val)：当元素 val 不存在时，向集合中插入该项。
remove(val)：元素 val 存在时，从集合中移除该项。
getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有相同的概率被返回。
示例 :

// 初始化一个空的集合。
RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

// 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
randomSet.insert(1);

// 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
randomSet.remove(2);

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

// getRandom 应随机返回 1 或 2 。
randomSet.getRandom();

// 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
randomSet.remove(1);

// 2 已在集合中，所以返回 false 。
randomSet.insert(2);

// 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。
randomSet.getRandom();

---

思路1：直接哈希set

代码段1：通过

import random
class RandomizedSet:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.set = set()

    def insert(self, val: int) -> bool:
        """
        Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element.
        """
        if val not in self.set:
            self.set.add(val)
            return True
        else:
            return False

    def remove(self, val: int) -> bool:
        """
        Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
        """
        if val in self.set:
            self.set.remove(val)
            return True
        else:
            return False

    def getRandom(self) -> int:
        """
        Get a random element from the set.
        """
        if not self.set:
            return None
        return random.choice(list(self.set))

# Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
# obj = RandomizedSet()
# param_1 = obj.insert(val)
# param_2 = obj.remove(val)
# param_3 = obj.getRandom()

总结：

1. 列表查询是n，必须哈希啊

---

思路2：哈希+列表

思路：

• 插入：dict和list都是1；
• 删除：将要删除元素和最后一个元素交换，将最后一个元素删除，在常数时间获取到要删除元素的索引，因此需要一个哈希表来存储值到索引的映射
• 随机：列表

数据结构：

• list 动态数组存储元素值
• dict 哈希表存储存储值到索引的映射。

代码段2：通过

import random
class RandomizedSet:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.li = []
        self.dic = {}

    def insert(self, val: int) -> bool:
        """
        Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element.
        """
        if val in self.dic:
            return False
        self.dic[val] = len(self.li)
        self.li.append(val)
        return True
            
    def remove(self, val: int) -> bool:
        """
        Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
        """
        if val in self.dic:
            last_element = self.li[-1]
            index = self.dic[val]
            self.li[index] = self.li[-1]
            self.dic[last_element] = index
            self.li.pop()
            del self.dic[val]
            return True
        return False

    def getRandom(self) -> int:
        """
        Get a random element from the set.
        """
        return random.choice(self.li)




# Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
# obj = RandomizedSet()
# param_1 = obj.insert(val)
# param_2 = obj.remove(val)
# param_3 = obj.getRandom()

总结：

1. 这题挺有启发性的