题目

实现 RandomizedSet 类：

RandomizedSet() 初始化 RandomizedSet 对象
bool insert(int val) 当元素 val 不存在时，向集合中插入该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
bool remove(int val) 当元素 val 存在时，从集合中移除该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
int getRandom() 随机返回现有集合中的一项（测试用例保证调用此方法时集合中至少存在一个元素）。每个元素应该有 相同的概率 被返回。

你必须实现类的所有函数，并满足每个函数的平均时间复杂度为 O(1) 。

示例：

输入
["RandomizedSet", "insert", "remove", "insert", "getRandom", "remove", "insert", "getRandom"]
[[], [1], [2], [2], [], [1], [2], []]
输出
[null, true, false, true, 2, true, false, 2]
解释
RandomizedSet randomizedSet = new RandomizedSet();
randomizedSet.insert(1); // 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
randomizedSet.remove(2); // 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
randomizedSet.insert(2); // 向集合中插入 2 。返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
randomizedSet.getRandom(); // getRandom 应随机返回 1 或 2 。
randomizedSet.remove(1); // 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
randomizedSet.insert(2); // 2 已在集合中，所以返回 false 。
randomizedSet.getRandom(); // 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。

解答 & 代码

哈希表 + 数组：要在 O(1) 时间复杂度内查找元素，需要用到哈希表；但是 getRandom() 要在 O(1) 时间复杂度随机访问元素，这是哈希表做不到的，需要使用数组

哈希表：key = 元素值，val = 对应的数组下标
数组：

插入元素：插入数组尾部，插入哈希表
删除元素：通过哈希表获取元素所在位置，将其和数组尾部元素交换位置，删除数组尾部
随机返回一个元素：生成一个 [0, len) 范围的随机数，访问数组对应位置的元素

class RandomizedSet {
private:
    vector<int> nums;
    unordered_map<int, int> numIdxMap;
public:
    RandomizedSet() {
    }
    /* 插入元素：插入数组尾部，插入哈希表 */
    bool insert(int val) {
        if(numIdxMap.find(val) == numIdxMap.end())
        {
            numIdxMap[val] = nums.size();
            nums.push_back(val);
            return true;
        }
        else
            return false;
    }
    /* 删除元素：通过哈希表获取元素所在位置，将其和数组尾部元素交换位置，删除数组尾部 */
    bool remove(int val) {
        if(numIdxMap.find(val) == numIdxMap.end())
            return false;
        else
        {
            int idx = numIdxMap[val];
            numIdxMap[nums.back()] = idx;
            nums[idx] = nums.back();
            nums.pop_back();
            numIdxMap.erase(val);
            return true;
        }
    }
    /* 随机返回一个元素 */
    int getRandom() {
        int randomIdx = rand() % nums.size();
        return nums[randomIdx];
    }
};
/**
 * Your RandomizedSet object will be instantiated and called as such:
 * RandomizedSet* obj = new RandomizedSet();
 * bool param_1 = obj->insert(val);
 * bool param_2 = obj->remove(val);
 * int param_3 = obj->getRandom();
 */

复杂度分析：

时间复杂度：三个操作的时间复杂度都是 O(1)
空间复杂度 O(N)：

执行结果：

执行结果：通过

执行用时：192 ms, 在所有 C++ 提交中击败了 66.57% 的用户
内存消耗：94.8 MB, 在所有 C++ 提交中击败了 14.06% 的用户

hot 100

[中等] 380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

题目

解答 & 代码