LeetCode 380. Insert Delete GetRandom O(1) 题解

  题目链接：点击打开链接

   解题思路：使用数组可以在O(1)时间复杂度内实现查询（在这里就是：getRandom方法首先产生一个随机下标，然后通过下标访问数据，O(1));
                     但是正常来说数组不能在O(1)时间复杂度内完成插入删除，此处的处理是，
                     对于插入：此题没有限制在指定位置插入数据，如果在数组的最后插入，则时间复杂度为O(1)，所以关键是要在O(1)时间内判断待插入的数值是否已经存在。如果使用HashMap来保存<value，index>键值对，那么就可以用HashMap的containsKey（value）方法，在O(1)时间内判断出该值是否已经存在。
                     对于删除，一种可以在O(1)时间内完成删除操作的方式是，使用数组中的最后一个数来覆盖待删除的数，但是此时需要更新HashMap。

Java参考代码如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Random;

public class RandomizedSet {

private ArrayList<Integer> arrayList;
private HashMap<Integer, Integer> map;

/** Initialize your data structure here. */
public RandomizedSet() {
arrayList = new ArrayList<Integer>();
map = new HashMap<Integer, Integer>();
}

/** Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element. */
public boolean insert(int val) {
// 首先判断待插入的数据是否已经存在
if(map.containsKey(val)){
return false;
}
// 不存在，插入新元素
int index = arrayList.size();
arrayList.add(val);
map.put(val, index);
return true;
}

/** Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element. */
public boolean remove(int val) {
if(map.containsKey(val)){
int removeIndex = map.get(val);
// 将该元素在Map所对应的<value,index>键值对删除
map.remove(val);
if(!map.isEmpty()){
// 使用数组的最后一个元素覆盖待删除的元素
int last = arrayList.get(arrayList.size()-1);
// 更新（原）最后一个元素在Map中的index值
map.put(last, removeIndex);
arrayList.set(removeIndex, last);
} else {
arrayList.remove(0);
}
return true;
} else {
return false;
}
}

/** Get a random element from the set. */
public int getRandom() {
if(map.isEmpty()){
return -1;
}
Random random = new Random();
int index = random.nextInt(arrayList.size());
return arrayList.get(index);
}
}