Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time.

Note: Duplicate elements are allowed.

  1. insert(val): Inserts an item val to the collection.
  2. remove(val): Removes an item val from the collection if present.
  3. getRandom: Returns a random element from current collection of elements. The probability of each element being returned is linearly related to the number of same value the collection contains.

Example:

// Init an empty collection.
RandomizedCollection collection = new RandomizedCollection(); // Inserts 1 to the collection. Returns true as the collection did not contain 1.
collection.insert(1); // Inserts another 1 to the collection. Returns false as the collection contained 1. Collection now contains [1,1].
collection.insert(1); // Inserts 2 to the collection, returns true. Collection now contains [1,1,2].
collection.insert(2); // getRandom should return 1 with the probability 2/3, and returns 2 with the probability 1/3.
collection.getRandom(); // Removes 1 from the collection, returns true. Collection now contains [1,2].
collection.remove(1); // getRandom should return 1 and 2 both equally likely.
collection.getRandom();

这题是之前那道 Insert Delete GetRandom O(1) 的拓展,与其不同的是,之前那道题不能有重复数字,而这道题可以有,那么就不能像之前那道题那样建立每个数字和其坐标的映射了,但是我们可以建立数字和其所有出现位置的集合之间的映射,虽然写法略有不同,但是思路和之前那题完全一样,都是将数组最后一个位置的元素和要删除的元素交换位置,然后删掉最后一个位置上的元素。对于 insert 函数,我们将要插入的数字在 nums 中的位置加入 m[val] 数组的末尾,然后在数组 nums 末尾加入 val,我们判断是否有重复只要看 m[val] 数组只有刚加的 val 一个值还是有多个值。remove 函数是这题的难点,我们首先看 HashMap 中有没有 val,没有的话直接返回 false。然后我们取出 nums 的尾元素,把尾元素 HashMap 中的位置数组中的最后一个位置更新为 m[val] 的尾元素,这样我们就可以删掉 m[val] 的尾元素了,如果 m[val] 只有一个元素,那么我们把这个映射直接删除。然后将 nums 数组中的尾元素删除,并把尾元素赋给 val 所在的位置,注意我们在建立 HashMap 的映射的时候需要用堆而不是普通的 vector 数组,因为我们每次 remove 操作后都会移除 nums 数组的尾元素,如果我们用 vector 来保存数字的坐标,而且只移出末尾数字的话,有可能出现前面的坐标大小超过了此时 nums 的大小的情况,就会出错,所以我们用优先队列对所有的相同数字的坐标进行自动排序,每次把最大位置的坐标移出即可,参见代码如下:

解法一:

class RandomizedCollection {
public:
RandomizedCollection() {}
bool insert(int val) {
m[val].push(nums.size());
nums.push_back(val);
return m[val].size() == ;
}
bool remove(int val) {
if (m[val].empty()) return false;
int idx = m[val].top();
m[val].pop();
if (nums.size() - != idx) {
int t = nums.back();
nums[idx] = t;
m[t].pop();
m[t].push(idx);
}
nums.pop_back();
return true;
}
int getRandom() {
return nums[rand() % nums.size()];
}
private:
vector<int> nums;
unordered_map<int, priority_queue<int>> m;
};

有网友指出上面的方法其实不是真正的 O(1) 时间复杂度,因为优先队列的 push 不是常数级的,博主一看果然是这样的,为了严格的遵守 O(1) 的时间复杂度,我们将优先队列换成 unordered_set,其插入删除的操作都是常数量级的,其他部分基本不用变,参见代码如下:

解法二:

class RandomizedCollection {
public:
RandomizedCollection() {}
bool insert(int val) {
m[val].insert(nums.size());
nums.push_back(val);
return m[val].size() == ;
}
bool remove(int val) {
if (m[val].empty()) return false;
int idx = *m[val].begin();
m[val].erase(idx);
if (nums.size() - != idx) {
int t = nums.back();
nums[idx] = t;
m[t].erase(nums.size() - );
m[t].insert(idx);
}
nums.pop_back();
return true;
}
int getRandom() {
return nums[rand() % nums.size()];
} private:
vector<int> nums;
unordered_map<int, unordered_set<int>> m;
};

Github 同步地址:

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/381

类似题目:

Insert Delete GetRandom O(1)

参考资料:

https://leetcode.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed/

https://leetcode.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed/discuss/85635/c-two-solutions

https://leetcode.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed/discuss/85541/C%2B%2B-128m-Solution-Real-O(1)-Solution

https://leetcode.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed/discuss/197641/C%2B%2B-30-ms-hashmap-hashset-and-vector

LeetCode All in One 题目讲解汇总(持续更新中...)

[LeetCode] Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed 常数时间内插入删除和获得随机数 - 允许重复的更多相关文章

  1. [LeetCode] 381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed 常数时间内插入删除和获得随机数 - 允许重复

    Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. Note: Duplicate ...

  2. [leetcode]381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed常数时间插入删除取随机值

    Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. Note: Duplicate ...

  3. Leetcode: Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed

    Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. Note: Duplicate ...

  4. leetcode 380. Insert Delete GetRandom O(1) 、381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed

    380. Insert Delete GetRandom O(1) 实现插入.删除.获得随机数功能,且时间复杂度都在O(1).实际上在插入.删除两个功能中都包含了查找功能,当然查找也必须是O(1). ...

  5. 381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed

    Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. Note: Duplicate ...

  6. [LeetCode] Insert Delete GetRandom O(1) 常数时间内插入删除和获得随机数

    Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. insert(val): In ...

  7. [LeetCode] 380. Insert Delete GetRandom O(1) 常数时间内插入删除和获得随机数

    Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. insert(val): In ...

  8. [LeetCode] 381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed 插入删除和获得随机数O(1)时间 - 允许重复

    Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. Note: Duplicate ...

  9. LeetCode 381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed

    原题链接在这里:https://leetcode.com/problems/insert-delete-getrandom-o1-duplicates-allowed/?tab=Description ...

随机推荐

  1. External Configuration Store Pattern 外部配置存储模式

    Move configuration information out of the application deployment package to a centralized location. ...

  2. php的laravel框架快速集成微信登录

    最终的解决方案是:https://github.com/liuyunzhuge/php_weixin_provider,详细的介绍请往下阅读. 本文面向的是php语言laravel框架的用户,介绍的是 ...

  3. 【手记】WebBrowser响应页面中的blank开新窗口及window.close关闭本窗体

    注:本文适用.net 2.0+的winform项目 目的: 点击页面中的target="_blank"链接时,弹出新窗体 页面中有window.close()操作时,关闭窗体 上述 ...

  4. (转)解决 ORA-12514: TNS: 监听程序当前无法识别连接描述符中请求的服务

    下面操作默认在安装Oralce数据库的服务器上运行. 1)确保Oracle 基本服务都已启动 OracleDBConsoleorcl OracleOraDb11g_home1TNSListener O ...

  5. SQLite Expert Professional 3查看SQLite数据

    通常在android进行SQLite数据库的处理查看很不方便,于是自己下载了一个SQLite Expert Professional 3可视化工具用来进行查询数据,由于时间问题就不多说了,直接讲使用方 ...

  6. Placeholder如何换行

    使用js动态添加标签充,处理换行问题 var placeholder = 'This is a line \nthis should be a new line'; $('textarea').att ...

  7. 《Web开发中让盒子居中的几种方法》

    一.记录下几种盒子居中的方法: 1.0.margin固定宽高居中: 2.0.负margin居中: 3.0.绝对定位居中: 4.0.table-cell居中: 5.0.flex居中: 6.0.trans ...

  8. 学习笔记 MSSQL显错手工注入

    和朋友一起学习,速度就是快.感谢珍惜少年时. 网上很多都在长篇大论MSSQL显错手工注入,其实原理只有一小段.如下: ' and (查询一段内容)=1 and 'C'='Cnvarchar类型(查询一 ...

  9. SharePoint Designer 2013 连接 Office 365 必需安装2个SP

    第一个: 32位电脑安装链接:http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=278a31eb-0cf9-4b30-a670-9c9d ...

  10. 360安全卫士造成Sharepoint文档库”使用资源管理器打开“异常

           备注:企业用户还是少用360为妙        有客户反馈:部门里的XP SP2环境客户机全部异常,使用资源管理器打开Sharepoint文档库,看到的界面样式很老土,跟本地文件夹不一样 ...