题目

380.O(1) 时间插入、删除和获取随机元素

题目大意

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) 。

样例

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 。

数据规模

提示：

$2^{31} <= val <= 2^{31} - 1$
最多调用 insert、remove 和 getRandom 函数 $\times 10^5$ 次
在调用 getRandom 方法时，数据结构中 至少存在一个 元素。

思路

考虑使用unordered_map对元素进行记录，由于需要满足每个函数的平均时间复杂度为 $O (1)$ ，所以很容易想到使用基于哈希表原理的unordered_map，然后用数组vector<int>a来存储数字。

对于函数RandomizedSet()：直接情况mp和a。
对于函数bool insert(int val)：先判断mp[val]是否存在，如果存在直接返回false，否则a.push_back(val)，同时mp[val]=a.size()
对于函数bool remove(int val)：先判断mp[val]是否存在，如果不存在直接返回false，否则将a中最后一个元素放到a[mp[val]-1的位置上，同时更新mp对两者位置的记录。
对于函数int getRandom()：直接随机输出即可。

代码

// short int long float double bool char string void
// array vector stack queue auto const operator
// class public private static friend extern 
// sizeof new delete return cout cin memset malloc
// relloc size length memset malloc relloc size length
// for while if else switch case continue break system
// endl reverse sort swap substr begin end iterator
// namespace include define NULL nullptr exit equals 
// index col row arr err left right ans res vec que sta
// state flag ch str max min default charray std
// maxn minn INT_MAX INT_MIN push_back insert
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef pair<int, int>PII;
typedef pair<int, string>PIS;
const int maxn=1e6+50;//注意修改大小
long long read(){long long x=0,f=1;char c=getchar();while(!isdigit(c)){if(c=='-') f=-1;c=getchar();}while(isdigit(c)){x=x*10+c-'0';c=getchar();}return x*f;}
ll qpow(ll x,ll q,ll Mod){ll ans=1;while(q){if(q&1)ans=ans*x%Mod;q>>=1;x=(x*x)%Mod;}return ans%Mod;}


class RandomizedSet {
public:
    unordered_map<int,int>mp;
    vector<int>a;
    RandomizedSet() {
        mp.clear();
        a.clear();
    }
    
    bool insert(int val) {
        if(mp[val])return 0;
        a.push_back(val);
        mp[val]=a.size();
        return 1;
    }
    
    bool remove(int val) {
        if(!mp[val])return 0;
        a[mp[val]-1]=a[a.size()-1];
        mp[a[a.size()-1]]=mp[val];
        a.pop_back();
        mp[val]=0;
        return 1;
    }
    
    int getRandom() {
        int t=rand()%a.size();
        return a[t];
    }
};

/**
 * 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();
 */