题目:

Design a data structure that supports all following operations in averageO(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();

分析:

这道题是leetcode380的进阶版,也就是允许出现重复的元素。这里附上380的题解LeetCode 380. Insert Delete GetRandom O(1) 常数时间插入、删除和获取随机元素(C++/Java)

同样使用HashMap来支持插入和移除操作,利用数组来支持对数据的随机访问。只不过hashmap中val对应的是一个存放该元素在数组中索引的数组,当删除操作时,可以快速定位到该元素在数组的位置。

而数组中不只存放val,而是将val和该val在hashmap中对应的数组的索引,用来支持

我们来配合例子看一下:

依次执行

insert(1);insert(1);insert(2);

此时存储的情况如图:

此时我们执行remove(1)的操作,我们首先通过map找到1这个元素对应的数组,取出数组中最后一个元素,表示的便是1这个元素在Array数组中的索引。

由于数组删除最后一个元素的时间复杂度为O(1)(不考虑扩容这种情况),我们将要删除的位置和数组中最后一个元素置换,或者是覆盖都可以。

然后我们再根据当前位置的这个元素去修改Map中数据,Array中元素的第二个值表示这个val在map中val对应的数组中的索引,此时我们要修改这个索引的值,改为array中调整后的索引值。最后在将无用的数据删除掉即可。

说着确实有些繁琐,不过通过实例配合图片过一遍应该比较好理解!

程序:

C++

class RandomizedCollection {
public:
/** Initialize your data structure here. */
RandomizedCollection() { } /** Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element. */
bool insert(int val) {
m[val].push_back(v.size());
v.emplace_back(val, m[val].size() - );
return true;
} /** Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element. */
bool remove(int val) {
if(!m.count(val))
return false;
int lIndex = m[val].back();
auto entry = v.back();
v[lIndex] = entry;
m[entry.first][entry.second] = lIndex;
v.pop_back();
m[val].pop_back();
if(m[val].empty())
m.erase(val);
return true;
} /** Get a random element from the collection. */
int getRandom() {
int index = rand() % v.size();
return v[index].first;
}
private:
unordered_map<int, vector<int>> m;
vector<pair<int, int>> v;
};

Java

class RandomizedCollection {

    /** Initialize your data structure here. */
public RandomizedCollection() { } /** Inserts a value to the collection. Returns true if the collection did not already contain the specified element. */
public boolean insert(int val) {
List<Integer> l = map.getOrDefault(val, new ArrayList<Integer>());
l.add(list.size());
map.put(val, l);
list.add(new Pair<>(val, l.size()-1));
return true;
} /** Removes a value from the collection. Returns true if the collection contained the specified element. */
public boolean remove(int val) {
if(!map.containsKey(val))
return false;
List<Integer> l = map.get(val);
int lastIndex = l.get(l.size()-1);
Pair<Integer, Integer> p = list.get(list.size()-1);
list.set(lastIndex, p);
List<Integer> cl = map.get(p.getKey());
cl.set(p.getValue(), lastIndex);
map.put(p.getKey(), cl);
list.remove(list.size()-1);
l.remove(l.size()-1);
if(l.size() == 0)
map.remove(val);
return true;
} /** Get a random element from the collection. */
public int getRandom() {
Random r = new Random();
int index = r.nextInt(list.size());
return list.get(index).getKey();
}
private HashMap<Integer, List> map = new HashMap<>();
private ArrayList<Pair<Integer, Integer>> list = new ArrayList<>();
}

LeetCode 381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed O(1) 时间插入、删除和获取随机元素 - 允许重复(C++/Java)的更多相关文章

  1. 381 Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed O(1) 时间插入、删除和获取随机元素 - 允许重复

    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.注意: 允许出现重复元素.    insert(val):向集合中插入元素 val.    remove(val):当 val ...

  2. [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 ...

  3. [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 ...

  4. 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 ...

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

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

  6. [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 ...

  7. 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). ...

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

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

  9. 381. Insert Delete GetRandom O(1) - Duplicates allowed允许重复的设计1数据结构

    [抄题]: Design a data structure that supports all following operations in average O(1) time. Note: Dup ...

随机推荐

  1. The fourth day of Crawler learning

    爬取58同城 from bs4 import BeautifulSoupimport requestsurl = "https://qd.58.com/diannao/35200617992 ...

  2. Docker容器Centos容器安装openssh

    前面在部署容器,使用docker容器作为jenkins的Slave节点时,会发现在使用centos作为镜像源拉去容器,不能正常连接,最后是因为centos的sshd的问题 下面专门是centos容器安 ...

  3. jsp 知识点总结

    JSP 入门案例(计算器的实现) 对于jsp 学习的一些总结 1.使用Dreamweaver 搭建网页 计算器 第一个数字 符号 + - * / 第二个数字 <form id="for ...

  4. 《算法笔记》之基础C/C++进阶

    这一次主要讲C++不同于C的地方:类. 1.类的定义 定义一个类,本质上是定义一个数据类型的蓝图.这实际上并没有定义任何数据,但它定义了类的名称意味着什么,也就是说,它定义了类的对象包括了什么,以及可 ...

  5. 前端Tips#3 - 简写的 border-radius 100% 和 50% 是等效的

    本文同步自 JSCON简时空 - 技术博客,点击阅读 视频讲解 视频地址 文字讲解 1.先讲结论 border-radius 这个 css 属性大家应该使用得非常娴熟,现实中用到的场景基本都是四个圆角 ...

  6. 常见的sql注入环境搭建

    常见的sql注入环境搭建 By : Mirror王宇阳 Time:2020-01-06 PHP+MySQL摘要 $conn = new mysqli('数据库服务器','username','pass ...

  7. 端口扫描器--利用socket协议

    #!/usr/bin/env python # -*- coding:UTF-8 -*- import optparse import socket import threading # 用法 pyt ...

  8. CAS的实现原理

    CAS的全称是CompareAndSwap,比较并交换,是Java保证原子性的一种重要方法,也是一种乐观锁的实现方式. 它需要先提前一步获取旧值,然后进入此方法比较当下的值是否与旧值相同,如果相同,则 ...

  9. IO流之处理流用法总结

    处理流之一:缓冲流1.为了提高数据读写的速度,Java API提供了带缓冲功能的流类,在使用这些流类时,会创建一个内部缓冲区数组,缺省使用8192个字节(8Kb)的缓冲区. 2.缓冲流要“套接”在相应 ...

  10. js六种数据类型

    六种数据类型: undefined . boolean  .string .number .object .function 效果地址:https://scrimba.com/c/cEedDGTd 代 ...